III. Rezolvaţi următoarea problemă: v c. m v. = (3p)

Transcript

1 Ministerul Educaţiei, Cercetării, Tineretului şi Sportului Centrul Naţional de Evaluare şi Examinare Examenul de bacalaureat 0 Proba E. d) Proba scrisă la FIZICĂ Filiera teoretică profilul real, Filiera tehnologică profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecţia mediului, Filiera vocaţională profilul militar Se acordă 0 puncte din oficiu. A. MECANICĂ Varianta 3 Se consideră acceleraţia gravitaţională g = 0m/s. I. Pentru itemii -5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect.. Simbolurile unităţilor de măsură fiind cele utilizate în S.I., unitatea de măsură pentru puterea mecanică poate fi scrisă sub forma: - - a. J s b. J s c. J s d. J s. Energia cinetică a unui corp de masă m aflat în mişcare de translaţie cu viteza constantă v faţă de un sistem de referinţă, are în acel sistem de referinţă expresia: m v mv mv v a. E c = b. E c = c. E c = d. Ec = m 3. Ridicarea uniformă a unui corp de greutate G = 00N, pe un plan înclinat de unghi α = 30, sub acţiunea unei forţe F = 5N paralele cu planul înclinat, se face cu randamentul: a. 0% b. 40% c. 60% d. 80% 4. În graficul alăturat este reprezentată dependenţa alungirii relative ε = l a unui fir l0 elastic, supus unei deformări în limitele de valabilitate ale legii lui Hooke, funcţie de F efortul unitar σ =. Valoarea modulului de elasticitate Young E al materialului din S care este confecţionat firul elastic este: a.,96 0 N m 8 b.,96 0 N m c.,96 0 N m d. 0,5 0 N m 5. Un corp punctiform se deplasează cu viteza constantă v. Simultan, la un moment dat, asupra acestuia se acţionează cu două forţe egale ca mărime, pe aceeaşi direcţie, dar în sensuri opuse. Din acest moment modulul vitezei corpului: a. creşte b. scade c. se anulează d. rămâne acelaşi II. Rezolvaţi următoarea problemă: Un corp cu masa de 00 g este aruncat pe verticală de jos în sus în câmp gravitaţional terestru. Corpul întâmpină din partea aerului o forţă de rezistenţă constantă orientată pe direcţia de mişcare a corpului. Graficul alăturat reprezintă dependenţa vitezei corpului, funcţie de timp, pentru porţiunea de urcare. a. Reprezentaţi forţele ce acţionează asupra corpului în timpul urcării. b. Calculaţi viteza medie de deplasare a corpului în prima secundă de mişcare. c. Determinaţi acceleraţia corpului, în urcare. d. Calculaţi valoarea forţei de rezistenţă întâmpinată de corp din partea aerului. III. Rezolvaţi următoarea problemă: Într-un sport olimpic de iarnă un bloc de piatră cu masa de 9,96 kg este lansat, pe suprafaţa gheţii, cu scopul parcurgerii unei anumite distanţe până la o ţintă. Suprafaţa gheţii este plană şi orizontală şi se află la înălţimea h = 00 m faţă de nivelul mării. Jucătorii perie suprafaţa gheţii din faţa blocului de piatră în scopul micşorării frecărilor. Un astfel de bloc, de dimensiuni neglijabile, este lansat către o ţintă situată la distanţa d = 0 m, de locul lansării. Prin perierea suprafeţei gheţii coeficientul de frecare la alunecare dintre blocul de piatră şi suprafaţa gheţii, scade liniar de la valoarea µ = 0,06 în locul de lansare la valoarea µ = 0,0 lângă ţintă. Determinaţi: a. greutatea blocului de piatră; b. lucrul mecanic al forţei de frecare la alunecare, dintre blocul de piatră şi suprafaţa gheţii, pe distanţa d ; c. viteza cu care trebuie lansat blocul de piatră pentru a se opri la ţintă; d. energia mecanică a blocului de piatră aflat în repaus pe suprafaţa gheţii, considerând că energia potenţială este nulă la nivelul mării. Probă scrisă la Fizică A. Mecanică

2 Ministerul Educaţiei, Cercetării, Tineretului şi Sportului Centrul Naţional de Evaluare şi Examinare Examenul de bacalaureat 0 Proba E. d) Proba scrisă la FIZICĂ Filiera teoretică profilul real, Filiera tehnologică profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecţia mediului, Filiera vocaţională profilul militar Se acordă 0 puncte din oficiu. B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ Varianta 3 Se consideră: numărul lui Avogadro N A = 6,0 0 3 mol Probă scrisă la Fizică B. Elemente de termodinamică, constanta gazelor ideale R = 8,3J mol - K parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relaţia: p V = νrt. I. Pentru itemii -5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect.. O masă dată de gaz ideal se destinde la temperatură constantă. În această transformare gazul: a. cedează căldură mediului exterior b. primeşte lucru mecanic c. îşi conservă energia internă d. nu schimbă căldură cu mediul exterior.. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, relaţia de definiţie a căldurii specifice a unei substanţe este: Q a. c = m T b. Q Q c = c. c T = µ T d. Q c = υ T 3. Simbolurile mărimilor fizice şi ale unităţilor de măsură fiind cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură în S.I a mărimii fizice descrise de produsul p V este: a. N b. mol c. kg d. J. Între 4. O cantitate de gaz ideal monoatomic ( CV =,5 R ) primeşte căldura Q într-o transformare în care presiunea gazului rămâne constantă. Variaţia energiei interne gazului este: a. U = Q b. U = 0, 6 Q c. U = 0, 4 Q d. U = 0, Q 5. O masă dată de gaz ideal, aflată iniţial în starea A, ajunge într-o stare B prin trei transformări distincte, notate cu, şi 3 reprezentate în coordonate p V în figura alăturată. Între căldurile schimbate cu exteriorul în cele trei transformări există relaţia: a. Q > Q > Q3 b. Q = Q = Q3 c. Q < Q < Q3 d. Q = Q < Q3 II. Rezolvaţi următoarea problemă: În figura alăturată este reprezentată schematic o pompă de compresiune, al cărei corp de pompă are volumul V 0 = L. Pompa este folosită pentru umplerea cu aer a unui balon de volum V = 0 L până la presiunea p =,5 0 5 N/m 5. Iniţial, în balon se afla aer la presiunea atmosferică normală p 0 = 0 N/m. Pompa preia, la fiecare cursă a pistonului P, aer la presiunea atmosferică normală prin deschiderea supapei S, supapa S fiind închisă. Procesul de umplere a balonului cu aer comprimat are loc la temperatura mediului ambiant t = 7 C, prin închiderea supapei S şi deschiderea supapei S. Pereţii balonului rezistă 5 până la o presiune p max =,7 0 N/m. Masa molară a aerului µ = 9 g mol. a. Calculaţi masa iniţială a aerului din balon. b. Determinaţi numărul N de curse ce trebuie efectuat de pistonul P pentru a aduce presiunea aerului din balon la valoarea p. c. Calculaţi densitatea aerului din balon la sfârşitul celor N curse ale pistonului. d. După umplerea balonului cu aer la presiunea p, balonul este închis şi corpul de pompă este decuplat. Calculaţi valoarea maximă a temperaturii până la care poate fi încălzit balonul fără a se sparge. III. Rezolvaţi următoarea problemă: Într-un cilindru cu piston mobil, ce se poate mişca etanş şi fără frecări, se află un mol de gaz ideal la temperatura T = 300 K. Gazul este răcit la volum constant, apoi este încălzit la presiune constantă până revine la temperatura iniţială T. În acest proces lucrul mecanic efectuat de gaz este de 83 J, iar raportul dintre căldura primită şi modulul căldurii cedate este k = 5 3. Se cunoaşte ln,5 0,4. a. Reprezentaţi graficul transformărilor în coordonate p-t. b. Calculaţi raportul dintre valoarea maximă şi cea minimă a volumului ocupat de gaz în acest proces. c. Determinaţi valoarea căldurii molare la volum constant a gazului. d. Determinaţi lucrul mecanic primit de gaz pentru a reveni în starea iniţială printr-o transformare la temperatură constantă. -

3 Ministerul Educaţiei, Cercetării, Tineretului şi Sportului Centrul Naţional de Evaluare şi Examinare Examenul de bacalaureat 0 Proba E. d) Proba scrisă la FIZICĂ Filiera teoretică profilul real, Filiera tehnologică profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecţia mediului, Filiera vocaţională profilul militar Se acordă 0 puncte din oficiu. C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU Varianta 3 I. Pentru itemii -5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect.. În graficul din figura alăturată este reprezentată dependenţa randamentului η, al unui circuit simplu, de rezistenţa electrică variabilă a circuitului exterior sursei. Valoarea rezistenţei interne a sursei ce alimentează acest circuit este: 3 a. 0,5 Ω b. Ω c. Ω d. 4 Ω. Coeficientul de temperatură al rezistivităţii filamentului unui bec electric este α. Dacă temperatura filamentului becului electric este t, variaţia relativă a rezistenţei electrice a filamentului faţă de temperatura t 0 = 0 C este: a. + α t b. α t c. d. + α t α t 3. Sursa de tensiune electromotoare E = 6 V şi rezistenţă internă r = Ω, este parcursă de un curent electric de intensitate I = A având sensul indicat în figura alăturată. Valoarea tensiunii U este : AB a. V b. 5 V c. 6 V d. 7 V 4. Un conductor este străbătut de un curent electric a cărui intensitate variază în timp după legea I = t. Dacă intensitatea curentului electric şi timpul sunt exprimate în unităţi de măsură ale S.I., sarcina electrică care trece prin secţiunea conductorului în intervalul de timp cuprins între t = 0 s şi t = s este: a. 6 C b. 5 C c. 4 C d. C 5. Ştiind că simbolurile mărimilor fizice şi ale unităţilor de măsură sunt cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură în S.I. a raportului ρ R este: - a. Ω m b. m c. Ω m d. II. Rezolvaţi următoarea problemă: Se consideră circuitul electric a cărui schemă este reprezentată în figura alăturată. Se cunosc: R = 30 Ω, R = 0 Ω, R = 0 Ω. Cele două surse 3 - m sunt identice, rezistenţa internă a unei surse fiind r = Ω. Când întrerupătorul K este închis, intensitatea curentului electric indicată de ampermetrul ideal ( R A 0 ) are valoarea I A = 0,5 A. Rezistenţa electrică a conductoarelor de legătură se neglijează. Determinaţi: a. rezistenţa echivalentă a grupării formate din rezistoarele R, R, R 3 ; b. valoarea tensiunii electromotoare a unei surse; c. intensitatea curentului electric care trece prin rezistorul R dacă întrerupătorul K este închis; d. tensiunea dintre punctele A şi B dacă întrerupătorul K este deschis. III. Rezolvaţi următoarea problemă: Un elev are la dispoziţie o baterie cu tensiunea electromotoare E = V şi rezistenţa internă r = Ω şi două rezistoare având rezistenţele electrice R = Ω şi respectiv R = 0Ω. Elevul conectează la bornele bateriei cele două rezistoare grupate în serie. a. Calculaţi rezistenţa echivalentă a grupării de rezistoare. b. Determinaţi energia consumată de circuitul exterior în timpul t = 0min. c. Calculaţi randamentul circuitului electric. d. Desenaţi schema electrică a circuitului pe care elevul trebuie să-l realizeze astfel încât sursa să debiteze puterea maximă pe circuitul exterior şi calculaţi valoarea acestei puteri maxime. Probă scrisă la Fizică 3 C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

4 4 Ministerul Educaţiei, Cercetării, Tineretului şi Sportului Centrul Naţional de Evaluare şi Examinare Examenul de bacalaureat 0 Proba E. d) Proba scrisă la FIZICĂ Filiera teoretică profilul real, Filiera tehnologică profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecţia mediului, Filiera vocaţională profilul militar Se acordă 0 puncte din oficiu. D. OPTICĂ Varianta Se consideră constanta Planck h = 6,6 0 J s şi sarcina elelctrică elementară e =,6 0 C. I. Pentru itemii -5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect.. Pe faţa superioară a unei lame transparente, cu feţele plane şi paralele, este incident un fascicul paralel de raze monocromatice. Observată prin reflexie, figura de interferenţă se datorează: a. doar razelor reflectate pe faţa superioară a lamei; b. doar razelor refractate prin baza lamei; c. razelor reflectate pe faţa superioară a lamei şi razelor reflectate pe baza lamei; d. razelor reflectate şi razelor refractate pe faţa superioară a lamei.. Un obiect este plasat la 30cm în faţa unei oglinzi plane. Distanţa dintre obiect şi imaginea sa în oglindă este: a. 60 cm b. 45 cm c. 30 cm d. 5 cm 3. Simbolurile mărimilor fizice şi ale unităţilor de măsură fiind cele din manualele de fizică, unitatea de măsură în S.I a mărimii fizice c λ este: a. J b. Hz c. m d. s 4. O rază de lumină monocromatică, venind din aer ( n aer = ), este incidentă sub unghiul i = 60 pe suprafaţa unui mediu transparent având indicele de refracţie n =,73 3. Unghiul dintre direcţia razei reflectate şi direcţia razei refractate este: a. 30 b. 45 c. 60 d În urma unui experiment pentru studiul efectului fotoelectric extern, s-a trasat graficul din figura alăturată. Considerând că pentru tensiuni mai mici de 0 V graficul poate fi aproximat cu o dreaptă, intensitatea curentului electric I 0 corespunzătoare unei tensiuni electrice nule are valoarea: a. 0,0 µ A b. 0, µ A c. µ A d. 0 µ A II. Rezolvaţi următoarea problemă: Pe un banc optic se montează o lentilă biconvexă (L ), considerată subţire, având distanţa focală f = 30 cm, razele de curbură egale în modul şi indicele de refracţie n =, 5. Un obiect liniar este plasat în faţa lentilei, perpendicular pe axul optic principal. Pe un ecran, plasat la o distanţă adecvată, se observă o imagine clară a obiectului, de două ori mai mare decât obiectul. a. Calculaţi modulul razelor de curbură ale lentilei. b. Calculaţi distanţa la care se află obiectul faţă de lentilă. c. Menţinând fixe obiectul şi lentila (L ), se alipeşte de lentila biconvexă (L ) o a doua lentilă (L ). Se observă că pe ecranul aflat la distanţa de 90 cm de obiect se formează o nouă imagine clară a obiectului. Calculaţi distanţa focală a celei de a doua lentile (L ). d. Se depărtează lentila (L ) de lentila (L ) şi se înlătură obiectul. Se constată că pentru o anumită distanţă între lentile un fascicul de lumină paralel cu axul optic principal, provenit de la o sursă de lumină laser, incident pe lentila (L ) părăseşte lentila (L ) tot paralel cu axul optic principal. Realizaţi un desen în care să figureze mersul razelor de lumină prin sistemul de lentile în acest caz şi determinaţi distanţa D dintre lentile. III. Rezolvaţi următoarea problemă: În graficul din figura alăturată este reprezentată dependenţa energiei cinetice maxime a fotoelectronilor extraşi dintr-un metal prin efect fotoelectric de frecvenţa radiaţiei incidente. a. Determinaţi, folosind datele din grafic, lucrul mecanic de extracţie. 4 b. Iluminând suprafaţa catodului cu o radiaţie de frecvenţă υ = 8 0 Hz, determinaţi energia cinetică maximă a fotoelectronilor emişi. c. Determinaţi valoarea absolută a tensiunii de stopare care trebuie aplicată electrozilor pentru a anula 4 curentul de fotelectroni emis sub acţiunea radiaţiei de frecvenţă υ = 8 0 Hz. d. Determinaţi semnificaţia fizică a pantei dreptei din grafic ( tg α ). Probă scrisă la Fizică 4 D. Optică

5 Examenul de bacalaureat 0 Proba E. d) Proba scrisă la FIZICĂ Filiera teoretică profilul real, Filiera tehnologică profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecńia mediului, Filiera vocańională profilul militar Se acordă 0 puncte din oficiu. A. MECANICĂ MODEL Se consideră accelerańia gravitańională g = 0m/s. I. Pentru itemii -5 scrieńi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect.. Un mobil se deplasează în lungul axei Ox. DependenŃa de timp a coordonatei mobilului este reprezentată în figura alăturată. Valoarea vitezei medii a mobilului în cele 8 s de mişcare este: a.,5m s b.,0m s c. 3,0m s d. 5,0m s. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manuale, unitatea de măsură în S.I. a mărimii fizice exprimate prin produsul µ G este: a. J b. s c. N d. 3. Asupra unui corp care se deplasează cu viteză constantă pe o suprafańă orizontală acńionează o forńă de tracńiune, orientată sub unghiul α fańă de direcńia de mişcare. Corpul parcurge distanńa d în intervalul de timp t. Puterea dezvoltată de forńa de tracńiune F este: F cosα Fd cosα Fd sinα F sinα a. P = b. P = c. P = d. P = t t t t 4. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manuale, formula de calcul a constantei elastice a unui fir elastic este: E S S 0 a. k = b. k = l S l0 0 E c. k = d. k = l l 0 E E S 5. Dintre mărimile fizice de mai jos, mărime fizică vectorială este: a. energia cinetică b. lucrul mecanic c. masa d. viteza În sistemul mecanic reprezentat în figura alăturată unghiul planului înclinat este θ = 30. Firul care leagă corpurile A şi B este inextensibil şi de masă neglijabilă, iar scripetele S este lipsit de frecare şi de inerńie. Valoarea masei corpului A pentru care corpul B coboară cu viteză constantă pe planul înclinat este m A = 0, 35 kg. Dacă masa corpului A este m A = 0, 65 kg, corpul B urcă uniform pe planul înclinat. a. ReprezentaŃi forńele ce acńionează asupra fiecăruia dintre cele două corpuri în timpul coborârii corpului B pe planul înclinat. b. DeterminaŃi valoarea forńei de reacńiune care acńionează asupra axului scripetelui S în timpul coborârii uniforme a corpului B pe planul înclinat. c. DeterminaŃi valoarea coeficientului de frecare la alunecare dintre corpul B şi planul înclinat. d. DeterminaŃi masa corpului B. km Un corp având masa m = 0g este lansat pe suprafańa orizontală a gheńii cu viteza inińială v 0= 7,. Sub h acńiunea forńei de frecare, el se opreşte după un interval de timp t= 0s. CalculaŃi: a. energia cinetică a corpului în momentul lansării; b. lucrul mecanic efectuat de forńa de frecare până la oprirea corpului; c. modulul forńei de frecare; d. distanńa parcursă de corp până la oprire. m 5 Probă scrisă la Fizică A. Mecanică

6 Examenul de bacalaureat 0 Proba E. d) Proba scrisă la FIZICĂ Filiera teoretică profilul real, Filiera tehnologică profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecńia mediului, Filiera vocańională profilul militar Se acordă 0 puncte din oficiu. B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ MODEL Se consideră: numărul lui Avogadro 0 3 J N A = 6,0 mol, constanta gazelor ideale R = 8,3. Între parametrii mol K de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relańia: p V = νrt. I. Pentru itemii -5 scrieńi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect.. Simbolurile mărimilor fizice şi ale unităńilor de măsură fiind cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură în S.I. a mărimii fizice exprimată prin produsul µ ρ R T poate fi scrisă sub forma: a. N m b. N m c. J m d. J m. O masă m dintr-un gaz cu masa molară µ este închisă într-o incintă. Numărul de molecule de gaz aflate în incintă se poate exprima folosind relańia: a. N = m µ NA b. N = µ m NA c. N = µ NA m d. N = m N A µ 3. Ciclul de funcńionare al motorului Otto este format din următoarele procese termodinamice: a. două adiabate şi două izobare b. două adiabate şi două izocore c. două izoterme şi două izobare d. două izoterme şi două izocore 4. Un motor termic funcńionează după ciclul termodinamic reprezentat în figura alăturată, în coordonate (p,v). Lucrul mecanic total efectuat într-un ciclu este egal cu: a. 4p0 V0 b. 3p0 V0 p V c. 0 0 d. p0 V0 5. O cantitate dată de gaz ideal biatomic ( CV =,5 R ) închis într-un cilindru cu piston efectuează un lucru mecanic egal cu kj, prin încălzire izobară. Căldura absorbită de gaz în acest proces este egală cu: a. 5 kj b. 7 kj c. 0 kj d. 4 kj Un cilindru orizontal, închis la ambele capete, de lungime L = 76 cm, este izolat adiabatic. În interiorul cilindrului se află un piston etanş, termoizolant, foarte subńire, care se poate deplasa fără frecări. Pistonul împarte cilindrul în două compartimente A şi B, de volume egale, în care se află mase egale de gaz. În µ = 3 g/mol, iar în compartimentul B se află dioxid de carbon compartimentul A se află oxigen ( A ) ( 44 g/mol) µ =. Presiunea este aceeaşi în ambele compartimente, iar temperatura gazului din B compartimentul A este TA = 30 K. a. DeterminaŃi valoarea raportului r dintre cantitatea de oxigen şi cea de dioxid de carbon. b. DeterminaŃi temperatura T B a gazului din compartimentul B. c. Se încălzeşte unul din compartimentele cilindrului până când gazul din el ajunge la aceeaşi temperatură cu gazul din celălalt compartiment. CalculaŃi distanńa x pe care se deplasează pistonul. d. DeterminaŃi masa molară a amestecului obńinut prin introducerea celor două gaze în aceeaşi incintă. Procesele ciclice reale pot fi studiate prin modelarea acestora cu ajutorul unor cicluri teoretice alcătuite din transformări simple. O cantitate dată de gaz ideal efectuează procesul ciclic A B C D A reprezentat în coordonate p-v în figura alăturată. Sunt cunoscute valorile Q, L şi U indicate în tabelul alăturat. a. DeterminaŃi variańia energiei interne în transformarea C D. b. DeterminaŃi căldura cedată de gaz mediului exterior într-un ciclu. c. DeterminaŃi raportul dintre lucrul mecanic total schimbat de gaz cu Procesul U( kj) L ( kj) Q ( kj) mediul exterior într-un ciclu şi căldura primită în timpul unui ciclu. A-B 600 d. ReprezentaŃi grafic procesul în coordonate (p,t). B-C C-D D-A Probă scrisă la Fizică B. Elemente de termodinamică 3-3 6

7 Examenul de bacalaureat 0 Proba E. d) Proba scrisă la FIZICĂ Filiera teoretică profilul real, Filiera tehnologică profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecńia mediului, Filiera vocańională profilul militar Se acordă 0 puncte din oficiu. C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU MODEL I. Pentru itemii -5 scrieńi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect.. Simbolurile unităńilor de măsură fiind cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură în S.I. a sarcinii electrice poate fi scrisă sub forma: - - s - a. A s b. A s c. A d. A - s. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, puterea totală dezvoltată de o sursă ale cărei borne sunt legate printr-un fir conductor de rezistenńă neglijabilă, se exprimă prin relańia: E E E E a. P SC = b. P SC = c. P SC = d. = 4r 3r r r 3. Intensitatea curentului electric ce străbate un rezistor cu rezistenńa R conectat la bornele unei baterii formată din n surse identice, cu tensiunea electromotoare E şi rezistenńa internă r, grupate în paralel, este dată de relańia: a. I = n E ( R+ n r) b. I E ( R n r) P SC r r = + c. I = n E R+ d. I = E R+ n n 4. Graficul din figura alăturată reprezintă dependenńa puterii dezvoltate pe un rezistor având rezistenńa electrică constantă de pătratul intensităńii curentului electric ce îl străbate. Valoarea rezistenńei electrice a rezistorului este: a. 5Ω b. 50Ω c. 00Ω d. 00Ω 5. Rezistoarele din figura alăturată au fiecare rezistenńa electrică R = 0 Ω. În aceste condińii, rezistenńa echivalentă între bornele A şi B este: a. 3Ω b. 6Ω c. 37Ω d. 5Ω Pentru a determina experimental rezistenńa internă a unei surse de curent continuu cu tensiunea electromotoare E = 4, 5 V, la bornele acesteia se conectează un rezistor cu rezistenńa electrică R = 4,0Ω. Un voltmetru considerat ideal ( RV ), conectat la bornele sursei, indică U = 4,0V. Apoi, în circuit, se conectează un ampermetru având rezistenńa internă R A pentru măsurarea intensităńii curentului prin sursă. Ştiind că în acest caz ampermetrul indică I = 0, 8 A, determinańi: a. rezistenńa internă a sursei de curent continuu; b. rezistenńa internă a ampermetrului; c. puterea disipată pe rezistor în cazul în care ampermetrul este conectat în circuit; d. lungimea firului din care este construit rezistorul, dacă diametrul lui este d = 0, 5 mm, iar rezistivitatea 7 materialului din care este confecńionat este ρ = 5,0 0 Ω m. O sursă cu tensiunea electromotoare E = 30 V şi rezistenńă internă r = Ω alimentează un rezistor având rezistenńa electrică R. Randamentul circuitului este η = 90%. a. DeterminaŃi tensiunea la bornele sursei. b. DeterminaŃi rezistenńa electrică R. c. DeterminaŃi energia disipată pe rezistorul de rezistenńă electrică R în timpul t = min. d. Rezistorul având rezistenńa electrică R se înlocuieşte cu o grupare paralel formată din n rezistoare, fiecare având aceeaşi rezistenńă electrică R. DeterminaŃi valoarea lui n astfel încât sursa să furnizeze puterea maximă circuitului exterior. 7 Probă scrisă la Fizică 3 C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

8 Examenul de bacalaureat 0 Proba E. d) Proba scrisă la FIZICĂ Filiera teoretică profilul real, Filiera tehnologică profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecńia mediului, Filiera vocańională profilul militar Se acordă 0 puncte din oficiu. D. OPTICĂ MODEL 34 Se consideră constanta Planck h = 6,6 0 J s. I. Pentru itemii -5 scrieńi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect.. Unitatea de măsură în S.I. a mărimii exprimate prin raportul dintre viteza de propagare a unei radiańii luminoase şi frecvenńa acesteia este: - a. m b. m c. m/s d. s. Două oglinzi plane formează unghiul diedru α. Un obiect punctiform şi imaginile sale în oglinzi determină un triunghi echilateral. În această situańie unghiul diedru α dintre oglinzi este egal cu: a. 30 b. 45 c. 90 d Se studiază fenomenul de refracńie la suprafańa plană de separare dintre un cristal de sare cu indice de refracńie n şi unul de cuarń cu indice de refracńie n. În graficul alăturat este reprezentată dependenńa sinusului unghiului de refracńie de sinusul unghiului de incidenńă. Conform reprezentării grafice între indicii de refracńie ai celor două cristale se poate stabili următoarea relańie: a. n = n b. n > n c. n = n d. n < n 4. ConvergenŃa unei lentile divergente este: a. negativă b. nulă c. pozitivă d. adimensională 5. Gradul de planeitate al suprafeńelor optice cu neregularităńi ale căror dimensiuni sunt comparabile cu lungimea de undă a luminii se verifică folosind un dispozitiv asemănător unei pene optice, format din suprafańa plană SE a etalonului şi suprafańa de verificat SV, ca în figura alăturată. Unghiul dintre cele două suprafeńe este foarte mic, de ordinul secundelor de arc. Referitor la figura de interferenńă observată în urma iluminării cu un fascicul paralel de lumină monocromatică se poate afirma că: a. franjele de interferenńă vor fi echidistante; b. franjele de interferenńă nu vor fi localizate; c. se formează franje de interferenńă de egală grosime, de formă neregulată; d. se formează franje de interferenńă perpendiculare pe muchia penei optice. Două lentile L şi L au distanńele focale f = 5 cm, respectiv f = 30 cm. Pentru un obiect real aflat la o anumită distanńă de centrul optic al celor două lentile acolate (alipite), mărirea liniară transversală dată de sistemul optic este β = 4. DeterminaŃi: a. convergenńa sistemului de lentile acolate; b. distanńa la care se află obiectul real fańă de centrul optic al sistemului de lentile acolate; c. distanńa dintre obiect şi imaginea sa dată de sistemul lentilelor acolate; d. distanńa d la care ar trebui plasate cele două lentile L şi L pe aceeaşi axă optică principală astfel încât un fascicul paralel de lumină incident pe lentila L să iasă tot ca fascicul paralel din lentila L. DependenŃa vitezei maxime a fotoelectronilor emişi de catodul unei celule fotoelectrice funcńie de frecvenńa radiańiilor ce cad pe acest catod este redată în figura alăturată. DeterminaŃi: a. frecvenńa de prag pentru materialul catodului; b. lucrul mecanic de extracńie a electronilor din catod; c. energia ε a unui foton din radiańia sub acńiunea căreia energia cinetică 9 maximă a electronilor emişi este E c =, 0 0 J; d. frecvenńa ν a radiańiei folosite la punctul c. 8 Probă scrisă la Fizică 4 D. Optică

9 Examenul de bacalaureat 0 Proba E. d) Proba scrisă la FIZICĂ Filiera teoretică profilul real, Filiera tehnologică profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecńia mediului, Filiera vocańională profilul militar Se acordă 0 puncte din oficiu. A. MECANICĂ Varianta 3 Se consideră accelerańia gravitańională g = 0m/s. I. Pentru itemii -5 scrieńi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect.. Un copil doreşte să se cântărească împreună cu căńelul său. Pentru aceasta, se urcă pe un cântar cu arc, Ńinând în brańe un alt cântar (a cărui greutate, 5 N, a determinat-o anterior) pe care stă cuminte căńelul. IndicaŃiile celor două cântare sunt 45 kg, respectiv, 5 kg. Greutatea copilului, exprimată în unităńi ale Sistemului InternaŃional, are valoarea numerică: a. 4 b. 43,5 c. 40 d Unitatea de măsură J s poate corespunde mărimii fizice exprimate prin produsul dintre: a. energie şi distanńă b. putere şi durată c. energie şi durată d. putere şi distanńă 3. Un automobil frânează brusc pentru a evita un accident şi reuşeşte să se oprească, lăsând pe şosea o urmă de o anumită lungime. Cunoscând coeficientul de frecare la alunecare dintre rońi şi drum, formula de calcul a vitezei inińiale a automobilului poate fi dedusă utilizând: a. principiul inerńiei b. teorema variańiei energiei cinetice c. principiul acńiunilor reciproce d. legea lui Hooke 4. Energia potenńială gravitańională se consideră nulă la nivelul solului. Reprezentând grafic energia potenńială gravitańională a unui măr care cade dintr-un pom în funcńie de distanńa până la sol, obńinem: a. o parabolă cu vârful în jos b. o ramură de hiperbolă c. un arc de cerc d. o dreaptă care trece prin origine 5. O persoană ridică o ladă pe un plan înclinat cu unghiul 45 fańă de orizontală, trăgând-o cu un cablu. La un moment dat, cablul se rupe şi lada începe să coboare, alunecând uniform pe planul înclinat. Coeficientul de frecare la alunecare dintre ladă şi planul înclinat are valoarea: a. 0,707 b. 0,78 c.,00 d.,73 Cablul de ońel al unei macarale are, în stare nedeformată, lungimea de 40 m şi aria secńiunii transversale 8cm. În graficul alăturat este reprezentată dependenńa dintre alungirea l a cablului şi mărimea F a forńei care îl întinde. Utilizând aceste date, determinańi: a. valoarea forńei deformatoare sub acńiunea căreia alungirea cablului este de cm ; b. constanta elastică a cablului; c. modulul de elasticitate (Young) al ońelului din care este confecńionat cablul; d. lucrul mecanic efectuat de forńa deformatoare lent crescătoare pentru a alungi cablul (inińial nedeformat) cu,5 cm. O minge cu masa de 0, 5 kg este lăsată să cadă liber de la înălńimea h =, 45 m fańă de podeaua sălii de sport. După ce loveşte podeaua, mingea sare pe aceeaşi verticală pe care a căzut şi urcă până la înălńimea h = 70 cm fańă de podea. ForŃele de rezistenńă la înaintare datorate aerului sunt neglijabile. a. CalculaŃi lucrul mecanic efectuat de greutatea mingii în cursul deplasării ei de la înălńimea h la înălńimea h. b. CalculaŃi viteza mingii în momentul imediat anterior atingerii podelei. c. CalculaŃi raportul dintre viteza cu care mingea a lovit podeaua şi cea cu care a început să se ridice. d. ReprezentaŃi grafic energia cinetică a mingii în funcńie de distanńa parcursă, în cursul căderii de la înălńimea h până la nivelul podelei. 9 Probă scrisă la Fizică A. Mecanică

10 Examenul de bacalaureat 0 Proba E. d) Proba scrisă la FIZICĂ Filiera teoretică profilul real, Filiera tehnologică profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecńia mediului, Filiera vocańională profilul militar Se acordă 0 puncte din oficiu. B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ Varianta 3 Se consideră: numărul lui Avogadro 0 3 J N A = 6,0 mol, constanta gazelor ideale R = 8,3. Între parametrii mol K de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relańia: p V = νrt. I. Pentru itemii -5 scrieńi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect. 0. O cantitate de gaz ideal se destinde, din aceeaşi stare inińială A până la acelaşi volum final, prin patru procese reprezentate în figura alăturată. Gazul efectuează cel mai mare lucru mecanic în procesul: a. A 4 b. A 3 c. A d. A. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, mărimea fizică definită prin raportul Q m T reprezintă: a. căldură molară b. capacitate calorică c. căldură specifică d. energie internă 3. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură în S.I a mărimii U fizice exprimată prin raportul este: T - a. J K - b. J mol K - c. J kg K d. J mol 4. O cantitate de gaz ideal închisă într-un vas cu pereńi rigizi primeşte căldura Q. În timpul încălzirii, mărimea fizică a cărei valoare creşte este: a. numărul de molecule b. presiunea c. densitatea gazului d. distanńa medie dintre molecule 5. O cantitate de gaz ideal se destinde adiabatic astfel încât lucrul mecanic efectuat este egal cu 50 J. VariaŃia energiei interne a gazului este egală cu: a. 50 J b. 50 J c. -50 J d. -50 J Într-o butelie de volum V = 30 L se află o cantitate de oxigen ( µ = 3g/mol; C =,5 ) considerat gaz ideal. Oxigenul se află la presiunea 5 O V R p = 3 0 Pa şi temperatura t = 7 C. Butelia este prevăzută cu o supapă de evacuare a gazului care se deschide în momentul în care presiunea gazului din interior este cu mai mare fańă de presiunea atmosferică exterioară p 0 = 05 t ; Pa. DeterminaŃi: p = 4 0 a. densitatea oxigenului din butelie la temperatura b. valoarea temperaturii maxime T max până la care poate fi încălzită butelia astfel încât supapa să nu se deschidă; c. masa de oxigen care trebuie evacuată astfel încât presiunea gazului din butelie să revină la valoarea inińială p, temperatura rămânând constantă la valoarea T max ; d. variańia energiei interne a gazului din butelie în procesul descris la punctul c. Un mol de gaz ideal monoatomic având căldura molară la volum constant C V =, 5R se află într-o stare inińială la temperatura T = 300K. Din această stare gazul se destinde izobar până într-o stare apoi printr-o transformare izocoră ajunge într-o stare 3 din care revine în starea inińială printr-o transformare izotermă. Căldura totală schimbată de gaz cu exteriorul în transformările - şi -3 este Q 3 = 83 J. a. ReprezentaŃi grafic transformarea cicilică în coordonate p V. b. CalculaŃi valoarea temperaturii gazului în starea. c. DeterminaŃi valoarea raportului dintre volumul maxim şi volumul minim atinse în cursul transformărilor. d. CalculaŃi lucrul mecanic schimbat de gaz cu exteriorul în transformarea 3- (Se utilizează ln 4 3 0, 8 ). 5 Pa Probă scrisă la Fizică B. Elemente de termodinamică

11 Examenul de bacalaureat 0 Proba E. d) Proba scrisă la FIZICĂ Filiera teoretică profilul real, Filiera tehnologică profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecńia mediului, Filiera vocańională profilul militar Se acordă 0 puncte din oficiu. C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU Varianta 3 I. Pentru itemii -5 scrieńi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect.. Puterea disipată de o sursă de tensiune electrică, de rezistenńă interioară r, într-un circuit exterior de rezistenă electrică R variabilă, este maximă atunci când: a. R b. R = 4r c. R = r d. R 0. Simbolurile mărimilor fizice şi ale unităńilor de măsură fiind cele din manualele de fizică, unitatea de l măsură în S.I. a mărimii fizice exprimată prin ρ este: S a. A b. V c. W d. Ω 3. Bornele unei surse de tensiune electromotoare E şi rezistenńă interioară r sunt conectate printr-un fir de rezistenńă electrică neglijabilă. Intensitatea curentului electric ce străbate sursa are expresia: a. E r b. r E c. E r d. E 4r 4. Graficele din figura alăturată redau dependenńa puterii totale de intensitatea curentului prin sursă, pentru trei surse diferite având tensiunile electromotoare E, E şi E 3. RelaŃia corectă între tensiunile electromotoare ale celor trei surse este: a. E > E > E 3 b. E 3 > E > E c. E > E > E 3 d. E 3 > E > E 5. Se consideră montajul din figura alăturată, în care conductoarele de legătură au rezistenńe electrice neglijabile, iar rezistoarele au aceeaşi rezistenńă electrică R. RezistenŃa echivalentă a montajului între punctele A şi D este: R R a. 3 R b. R c. d. 3 3 Se consideră circuitul electric a cărui schemă este reprezentată în figura alăturată. Se cunosc: R = 30Ω, R = 0Ω, R = 0Ω. Cele două surse sunt identice, rezistenńa internă a unei surse fiind 3 r = Ω. Când întrerupătorul k este deschis, intensitatea curentului electric indicată de ampermetrul ideal ( R A 0 ) are valoarea I D = A. RezistenŃa electrică a conductoarelor de legătură se neglijează. DeterminaŃi: a. tensiunea electromotoare a unei surse; b. tensiunea între punctele A şi B când întrerupătorul k este deschis; c. indicańia ampermetrului când întrerupătorul k este închis; d. intensitatea curentului electric prin rezistorul R când întrerupătorul k este închis. O baterie cu tensiunea electromotoare E = 0 V se conectează la montajul serie al rezistoarelor având rezistenńele electrice R = 4Ω şi R = 30Ω. Puterea disipată în rezistorul de rezistenńă R este P = 96 W. DeterminaŃi: a. tensiunea la bornele rezistorului R ; b. puterea disipată în ansamblul celor două rezistoare; c. rezistenńa internă a sursei ; d. randamentul transferului de putere de la sursă la cele două rezistoare. Probă scrisă la Fizică 3 C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

12 Examenul de bacalaureat 0 Proba E. d) Proba scrisă la FIZICĂ Filiera teoretică profilul real, Filiera tehnologică profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecńia mediului, Filiera vocańională profilul militar Se acordă 0 puncte din oficiu. D. OPTICĂ Varianta 3 34 Se consideră constanta Planck h = 6,6 0 J s. I. Pentru itemii -5 scrieńi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect.. Fasciculul foarte îngust al unui indicator laser străbate suprafańa plană de separare dintre două medii transparente şi omogene, trecând din mediul A în mediul B. În mediul A viteza luminii este 5 8 v A =,00 0 km/s, iar în mediul B, v B =,5 0 m/s. Sinusul unghiului de refracńie este 0,5. În aceste condińii se poate afirma că: a. indicele de refracńie relativ al mediului B fańă de mediul A este 4 9 b. sinusul unghiului de incidenńă este 4 9 c. raza refractată şi raza reflectată sunt perpendiculare d. unghiul de refracńie este mai mic decât unghiul de incidenńă. Următoarea pereche constituie un exemplu de puncte optic conjugate: a. cele două focare ale unei lentile convergente b. un punct luminos situat în focarul obiect şi focarul imagine c. un obiect punctiform situat pe axa optică şi imaginea sa dată de lentilă d. cele două focare ale unei lentile divergente 3. DistanŃa dintre focarele principale ale unei lentile sferice subńiri de tipul menisc divergent este 40 cm. ConvergenŃa acestei lentile este: a. + 5 m b. +,5 m c.,5 m d. 5 m 4. Două oglinzi plane A şi B formează un unghi diedru cu măsura de 45. Raza unui indicator laser se propagă într-un plan perpendicular pe muchia diedrului şi cade pe oglinda A sub unghiul de incidenńă 45. Ea se reflectă pe oglinda B, apoi se mai reflectă încă o dată pe oglinda A. În aceste condińii, raza emergentă (după ultima reflexie) va urma o direcńie: a. perpendiculară pe raza incidentă b. perpendiculară pe oglinda A c. paralelă cu oglinda B C [m ] d. perpendiculară pe oglinda B 5. Având la dispozińie patru lentile sferice subńiri identice se realizează 8 sisteme alipite formate din două, trei sau patru lentile. Reprezentând pe un grafic convergenńa sistemului optic în funcńie de numărul n de lentile alipite, obńinem punctele din figură. DistanŃa focală a unei lentile este: a. 50 cm b. 5 cm c. 0 cm d. 5 cm n 0 4 Un obiect luminos este situat perpendicular pe axa optică principală a unei lentile sferice subńiri. DistanŃa dintre obiect şi lentilă este egală cu dublul distanńei focale. ConvergenŃa lentilei este de 0 dioptrii. a. CalculaŃi distanńa focală a lentilei. b. DeterminaŃi distanńa la care se formează imaginea fańă de lentilă şi precizańi natura imaginii (reală sau virtuală). c. DeterminaŃi mărirea liniară transversală în cazul considerat şi precizańi orientarea imaginii (dreaptă sau răsturnată). d. DeterminaŃi distanńa pe care se deplasează imaginea dacă obiectul se depărtează de lentilă cu 0 cm. Într-un experiment pentru studiul efectului fotoelectric extern se constată că, iradiind catodul unei celule fotoelectrice cu o radiańie monocromatică cu frecvenńa ν, energia cinetică maximă a electronilor emişi este E c. Mărind frecvenńa radiańiei incidente cu ν, energia cinetică maximă a electronilor emişi creşte cu Ec. a. ReprezentaŃi grafic, calitativ, Ec în funcńie de ν. b. CalculaŃi ν dacă Ec are valoarea de 9 3, 0 J. c. DeterminaŃi valoarea frecvenńei de prag, cunoscând diferenńa hν Ec = 4, 8 0 J. d. JustificaŃi dacă modificarea fluxului radiańiei incidente în condińiile menńinerii constante a frecvenńei influenńează valoarea energiei cinetice maxime a electronilor emişi. 9 Probă scrisă la Fizică 4 D. Optică

13 Examenul de bacalaureat 0 Proba E. d) Proba scrisă la FIZICĂ Filiera teoretică profilul real, Filiera tehnologică profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecńia mediului, Filiera vocańională profilul militar Se acordă 0 puncte din oficiu. A. MECANICĂ Varianta 9 Se consideră accelerańia gravitańională g = 0m/s. I. Pentru itemii -5 scrieńi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect.. O piatră este aruncată vertical, de jos în sus. Vectorul accelerańie este orientat: a. în sus în timpul urcării pietrei şi în jos în timpul coborârii acesteia b. în jos în timpul urcării pietrei şi în sus în timpul coborârii acesteia c. în jos atât în timpul urcării, cât şi în timpul coborârii pietrei d. în sus atât în timpul urcării, cât şi în timpul coborârii pietrei. Viteza de 0,36 km min, exprimată în unităńi de măsură din S.I., are valoarea: a. 0, m s b. 0,6m s c. m s d. 6m s 3. În figura alăturată sunt reprezentate patru corpuri care se află în repaus pe o suprafańă orizontală. Masa fiecărui corp este de 5 kg. ForŃa exercitată de suprafańă asupra corpului este reprezentată corect pentru corpul cu numărul: a. ( ) b. ( ) c. ( 3) d. ( 4) 4. O minge este lăsată să cadă liber de la înălńimea de 7,m deasupra solului. După, s, aceasta atinge solul. Viteza medie a mingii are valoarea: a.,0m/s b. 6,0m/s c. 3,6m/s d.,4m/s 5. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, expresia forńei elastice este: l a. Fe = k l 0 l b. Fe = c. F e = k l 0 d. Fe = k k O locomotivă cu masa M = 40 t tractează, pe o cale ferată rectilinie orizontală, trei vagoane de masă m = 0 t fiecare. ForŃa de rezistenńă la înaintare care acńionează asupra fiecărui vagon este de 000 N, iar forńa de rezistenńă la înaintare care acńionează asupra locomotivei este de 5000 N. Aceste forńe de rezistenńă sunt considerate constante pe tot parcursul deplasării. a. DeterminaŃi valoarea forńei de tracńiune dezvoltate de motorul locomotivei pentru deplasarea trenului cu viteză constantă. b. Pe o anumită porńiune a traseului, forńa de tracńiune dezvoltată de motorul locomotivei are valoarea de 46 kn. CalculaŃi accelerańia trenului pe această porńiune. c. DeterminaŃi valoarea forńei de tensiune dezvoltate în cuplajul dintre ultimele două vagoane în situańia specificată la punctul b. d. În momentul în care viteza trenului este v, mecanicul opreşte motorul şi lasă trenul să se deplaseze liber. Trenul se opreşte după un interval de timp t = 00 s. CalculaŃi valoarea vitezei v. Un schior urcă, cu viteză constantă, pe o pistă acoperită cu zăpadă, fiind tractat de o tijă conectată la un cablu de teleschi, ca în figura alăturată. Lungimea pistei este D= AB. Unghiul de înclinare al pistei, măsurat fańă de orizontală, este α. Tija face unghiul β cu direcńia pistei. Masa schiorului echipat este m, iar coeficientul de frecare la alunecare între schiuri şi zăpadă este µ. ConsideraŃi cunoscute valorile mărimilor D, m, α, β, µ şi accelerańia gravitańională g. a. ReprezentaŃi, într-o diagramă realizată pe foaia de examen, forńele care acńionează asupra schiorului. b. DeterminaŃi expresia forńei de tensiune din tijă. c. DeterminaŃi expresia lucrului mecanic efectuat de greutatea schiorului, în timpul deplasării acestuia din A în B. d. Schiorul coboară liber panta, pornind din repaus din punctul B. DeterminaŃi expresia energiei cinetice atinse de schior în punctul A. 3 Probă scrisă la Fizică A. Mecanică

14 Examenul de bacalaureat 0 Proba E. d) Proba scrisă la FIZICĂ Filiera teoretică profilul real, Filiera tehnologică profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecńia mediului, Filiera vocańională profilul militar Se acordă 0 puncte din oficiu. B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ Varianta 9 Se consideră: numărul lui Avogadro 0 3 J N A = 6,0 mol, constanta gazelor ideale R = 8,3. Între parametrii mol K de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relańia: p V = νrt. I. Pentru itemii -5 scrieńi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect.. Prin motor termic se înńelege: a. un sistem termodinamic ce realizează transformarea integrală a căldurii în lucru mecanic b. un sistem termodinamic cu funcńionare ciclică, ce transformă integral căldura în lucru mecanic c. un sistem termodinamic ce realizează transformarea parńială a căldurii în lucru mecanic d. un sistem termodinamic cu funcńionare ciclică, ce realizează transformarea parńială a căldurii în lucru mecanic 3. O cantitate ν = 0, mol 8,3 de gaz ideal monoatomic Cv = R, cu temperatura inińială de t = 7 C, este comprimată adiabatic astfel încât temperatura sa absolută creşte de 8 ori. Lucrul mecanic schimbat de gaz cu exteriorul este: a. 350 J b. 83,5 J c. 83,5 J d. 350 J 3. Simbolurile unităńilor de măsură fiind cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură în S.I. a căldurii specifice este: a. J kg K b. J kg K c. J mol K d. J mol K 4. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, în transformarea izotermă a unui gaz ideal este valabilă relańia: a. Q = 0 b. L=υ R T c. U = 0 d. L = 0 5. O cantitate dată de gaz ideal efectuează transformarea --4 reprezentată în coordonate p T în figura alăturată. Densitatea gazului este maximă în starea: a. b. c.3 d.4 4 Un recipient cu pereńi rigizi este izolat adiabatic. Recipientul este împărńit în două compartimente cu ajutorul unui perete fix. Peretele are capacitate calorică neglijabilă şi permite un transfer lent de căldură. În cele două ν = ν din două gaze considerate ideale. Într-un compartiment compartimente se introduc cantităńi egale ( ) He V se introduce heliu ( µ = 4 g/mol, C =,5 R), iar în celălalt se introduce azot ( µ = 8 g/mol, C =,5 R). N V Temperatura inińială a heliului este t = 37 C, iar cea a azotului este t = 7 C. Presiunile lor inińiale sunt 5 egale, având valoarea p 0 = 0 Pa. DeterminaŃi: a. raportul dintre volumul ocupat de heliu şi volumul ocupat de azot; b. temperatura de echilibru la care ajung cele două gaze; c. masa molară a amestecului obńinut în urma producerii unei fisuri în peretele despărńitor dintre compartimente, după atingerea stării de echilibru termic; d. presiunea finală a amestecului de gaze din recipient. Un mol de gaz ideal monoatomic ( CV =,5R ) evoluează după procesul termodinamic , reprezentat în sistemul de coordonate p-v în graficul alăturat. În starea de echilibru termodinamic temperatura este T = 300 K, iar între parametrii din stări diferite există relańiile: V3 = 3V şi p = p. a. ReprezentaŃi grafic procesul ciclic într-un sistem de coordonate V-T. b. CalculaŃi lucrul mecanic schimbat de gaz cu exteriorul în timpul unui ciclu. c. CalculaŃi diferenńa dintre valoarea maximă şi cea minimă a energiei interne a gazului în timpul unui ciclu. d. CalculaŃi căldura cedată de gaz mediului exterior, în timpul unui ciclu. Probă scrisă la Fizică B. Elemente de termodinamică

15 Examenul de bacalaureat 0 Proba E. d) Proba scrisă la FIZICĂ Filiera teoretică profilul real, Filiera tehnologică profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecńia mediului, Filiera vocańională profilul militar Se acordă 0 puncte din oficiu. C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU Varianta 9 I. Pentru itemii -5 scrieńi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect.. În figura alăturată este reprezentată dependenńa puterii electrice disipate pe un rezistor de pătratul intensităńii curentului electric prin acesta. RezistenŃa rezistorului este egală cu: a. 0 Ω b. 0 Ω c. 30 Ω d. 80 Ω. Un rezistor este parcurs de un curent electric având intensitatea I = 5 ma, în intervalul de timp t = 5 s. Sarcina electrică ce străbate o secńiune transversală a rezistorului are valoarea: a. 5 mc b. 50 mc c.,5 C d. 5 C 5 3. RezistenŃa electrică echivalentă între punctele A şi B ale montajului din figura alăturată este: R R a. b. c. 5 R d. R Un voltmetru ideal ( RV ) este conectat la bornele unei baterii care alimentează un bec prin conductoare cu rezistenńa electrică neglijabilă. IndicaŃia voltmetrului reprezintă: a. căderea de tensiune pe rezistenńa internă a bateriei b. tensiunea electromotoare a bateriei c. suma dintre tensiunea electromotoare şi căderea interioară de tensiune d. tensiunea la bornele becului Mărimea fizică a cărei unitate de măsură în S.I. poate fi scrisă în forma W m A este: a. tensiunea electrică b. rezistenńa electrică c. puterea electrică d. rezistivitatea electrică În figura alăturată este reprezentată schema unui circuit electric pentru care se cunosc: E = 5 V, E = 4 V, R = 0Ω, R = 0Ω, R 3 = 0Ω, I 3 = 0, A. RezistenŃele interne ale surselor sunt neglijabile. DeterminaŃi: a. tensiunea electrică dintre nodurile A şi B; b. intensitatea curentului electric prin rezistorul de rezistenńă R ; c. tensiunea electromotoare E 3 ; d. intensitatea curentului electric printr-un fir de rezistenńă neglijabilă care se conectează în locul rezistorului de rezistenńă R 3. În figura alăturată este reprezentată schema unui circuit electric pentru care se cunosc: E = 9 V, E = 5 V, R = 4Ω, r = r = Ω. De la momentul t 0 = 0 până la momentul t = 0 min, comutatorul k este deschis, iar comutatorul k este închis. De la momentul t = 0 min până la momentul t = 30 min, ambele comutatoare sunt închise. La momentul t = 30 min, comutatorul k se deschide. a. DeterminaŃi valoarea energiei electrice consumate de rezistor în intervalul de timp t0; t. b. CalculaŃi randamentul circuitului în intervalul de timp t0; t. c. ReprezentaŃi grafic dependenńa intensităńii curentului electric care străbate rezistorul R în funcńie de timp pe intervalul 0 min; 35 min. d. DeterminaŃi valoarea puterii maxime pe care o poate furniza sursa cu tensiunea electromotoare E unui consumator cu rezistenńa convenabil aleasă. Probă scrisă la Fizică 3 C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

16 Examenul de bacalaureat 0 Proba E. d) Proba scrisă la FIZICĂ Filiera teoretică profilul real, Filiera tehnologică profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecńia mediului, Filiera vocańională profilul militar Se acordă 0 puncte din oficiu. D. OPTICĂ Varianta 9 I. Pentru itemii -5 scrieńi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect.. Simbolurile mărimilor fizice şi ale unităńilor de măsură fiind cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură a mărimii fizice având expresia h ν este: a. J b. m c. m/s d. kg. În figura alăturată sunt reprezentate secńiunile transversale prin patru lentile sferice subńiri confecńionate din sticlă, aflate în aer. Lentila care poate avea distanńa focală f = +0, m este: a. A b.b c. C d.d 3. Indicele de refracńie absolut al unui mediu în care viteza luminii este cu o pătrime mai mică decât viteza luminii în vid are valoarea: a., 5 b., 33 c., 50 d., Fenomenul de reflexie a luminii constă în: a. emisia de fotoelectroni de către mediul aflat sub acńiunea luminii b. întoarcerea luminii în mediul din care provine la întâlnirea suprafeńei de separare cu un alt mediu c. trecerea luminii într-un alt mediu, însońită de schimbarea direcńiei de propagare d. suprapunerea a două unde luminoase 5. Un sistem optic centrat este format din patru lentile subńiri identice alipite. DistanŃa focală a sistemului are valoarea f = 5cm. ConvergenŃa sistemului format prin alipirea a trei dintre cele patru lentile este: a. s -,5m b. - 5 m c. - 7,5m d. - 0 m Un elev utilizează o lentilă convergentă subńire pentru a observa un obiect liniar AB. Acesta plasează lentila la 0 cm de obiect, astfel încât obiectul să fie perpendicular pe axa optică principală a lentilei. Imaginea observată este dreaptă şi de trei ori mai mare decât obiectul. a. DeterminaŃi mărirea liniară transversală dată de lentilă. b. CalculaŃi distanńa focală a lentilei. c. RealizaŃi un desen în care să evidenńiańi construcńia imaginii prin lentilă în situańia descrisă. d. Elevul depărtează lentila de obiect cu d = 30cm fańă de pozińia inińială. CalculaŃi distanńa fańă de lentilă la care trebuie plasat un ecran astfel încât pe acesta să se formeze imaginea clară a obiectului AB. Într-un experiment de studiu al efectului fotoelectric pe un catod al unei celule fotoelectrice s-au folosit radiańii cu diferite frecvenńe. În tabelul alăturat sunt înscrise, ( 0 ) 5 Hz E 0-9 c J pentru fiecare frecvenńă folosită, valorile energiei cinetice maxime a electronilor emişi. 0,60 0,64 a. ReprezentaŃi grafic energia cinetică maximă a fotoelectronilor emişi de catod în 0,75, funcńie frecvenńa radiańiei incidente, pentru ν 0,6 0 Hz;,5 0 Hz.,00 3,8 b. DeterminaŃi valoarea constantei lui Planck folosind datele experimentale.,50 6,58 c. CalculaŃi lucrul mecanic de extracńie corespunzător materialului din care este confecńionat catodul. 4 d. PrecizaŃi dacă se produce efect fotoelectric sub acńiunea unei radiańii având frecvenńa de 4 0 Hz, în cazul catodului utilizat. JustificaŃi răspunsul. 6 ν ( ) Probă scrisă la Fizică 4 D. Optică

17 7

18 8

19 9

20 0

21 Examenul nańional de bacalaureat 0 Proba E. d) Proba scrisă la Fizică Filiera teoretică profilul real, Filiera tehnologică profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecńia mediului, Filiera vocańională profilul militar Se acordă 0 puncte din oficiu. A. MECANICĂ MODEL Se consideră accelerańia gravitańională g = 0m/s. I. Pentru itemii -5 scrieńi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect.. Un corp se deplasează cu viteza de 0 m s. Valoarea acestei viteze exprimată în km h este: a km/h b. 5,5km/h c. 36km/h d. 7km/h. Modulul de elasticitate E : a. este o caracteristică a materialului din care este confecńionat firul supus deformării b. este o constantă universală c. depinde de secńiunea firului supus deformării d. depinde de lungimea firului supus deformării 3. În graficul alăturat este reprezentată dependenńa forńei aplicate unui corp de distanńa parcursă. ForŃa se exercită pe direcńia şi în sensul deplasării corpului. Lucrul mecanic efectuat de forńa F pe distanńa de 0 m este: a. 8, 0 0 J b. 6, 3 0 J c. 5, 6 0 J d. 4, 0 0 J 4. Un corp lăsat liber pe un plan înclinat care formează unghiul ϕ cu orizontala coboară rectiliniu uniform. Acelaşi corp poate fi tractat în sus de-a lungul planului înclinat, cu viteză constantă, sub acńiunea unei forńe de tracńiune paralele cu planul. Randamentul planului înclinat este: a. 5 % b. 50 % c. 60 % d. 70 % 5. Un corp de masă m se află la înălńimea h fańă de nivelul de referinńă căruia i se atribuie prin convenńie valoarea nulă a energiei potenńiale gravitańionale, în câmpul gravitańional considerat uniform al Pământului. Energia potenńială datorată interacńiunii gravitańionale între acest corp şi Pământ are expresia: h a. E= m g h b. E = gh c. E= m g d. E= m g h În timpul construirii unei clădiri, o macara ridică un colet cu materiale având masa m=,0 t de la nivelul solului până la înălńimea h = 9,8 m, cu viteza constantă v= 0, m/s. Ulterior, din coletul aflat în repaus se desprinde o piesă care cade pe sol de la înălńimea h. Se neglijează forńele de rezistenńă la înaintarea în aer. DeterminaŃi: a. intervalul de timp în care este ridicat coletul cu materiale, de pe sol până la înălńimea h ; b. puterea dezvoltată de macara pentru ridicarea coletului cu materiale; c. viteza cu care ajunge pe sol piesa desprinsă din colet; d. timpul de cădere a piesei desprinse din colet. În cadrul unui experiment se determină, cu ajutorul unui senzor de mişcare, pozińia şi viteza unui corp la diferite momente în timpul coborârii pe un plan înclinat cu unghiul α =30 fańă de orizontală. PoziŃia este indicată cu ajutorul coordonatei x măsurată fańă de punctul din care începe coborârea corpului, de-a lungul planului înclinat. Datele experimentale culese sunt prezentate în tabelul alăturat. Masa corpului este m= 0,50kg, iar coeficientul de frecare la alunecare este µ. PuteŃi considera 4, şi 73, 3. a. ReprezentaŃi toate forńele care acńionează asupra corpului în timpul coborârii acestuia pe planul înclinat; b. Folosind teorema variańiei energiei cinetice, stabilińi dependenńa energiei cinetice E c de coordonata la care se găseşte corpul, E c = f( x) ; c. Folosind rezultatele experimentale trasańi graficul E c = f ( x) pentru x [ 0 m;m] ; d. CalculaŃi valoarea coeficientului de frecare la alunecare între corp şi planul înclinat. Nr. crt. x(m) v(m/s) 0,00 0,00 0,5,00 3 0,50,4 4 0,75,73 5,00,00 Probă scrisă la Fizică 4 A. Mecanică

22 Examenul nańional de bacalaureat 0 Proba E. d) Proba scrisă la Fizică Filiera teoretică profilul real, Filiera tehnologică profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecńia mediului, Filiera vocańională profilul militar Se acordă 0 puncte din oficiu. B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ MODEL Se consideră: numărul lui Avogadro 0 3 J N A = 6,0 mol, constanta gazelor ideale R = 8,3. Între parametrii mol K de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relańia: p V = νrt. I. Pentru itemii -5 scrieńi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect.. O cantitate de gaz, considerat ideal, este supusă procesului termodinamic 3 4 reprezentat în coordonate p-t în figura alăturată. Volumul maxim este atins în starea: a. b. c. 3 d. 4. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, mărimea fizică definită prin raportul Q reprezintă: T a. căldura molară b. căldura specifică c. căldura d. capacitatea calorică 3. O cantitate ν de gaz monoatomic, considerat ideal, schimbă cu mediul exterior aceeaşi căldură Q în procese termodinamice diferite. Dintre procesele enumerate mai jos, cea mai mare variańie a temperaturii gazului se produce dacă procesul este: a. destindere izotermă b. destindere izobară c. încălzire izocoră d. comprimare izobară 4. Simbolurile mărimilor fizice şi ale unităńilor de măsură sunt cele utilizate în manualele de fizică. Unitatea de măsură în S.I. a mărimii fizice exprimate prin produsul ν R T este: a. J b. J/ ( mol K) c. J/K d. J/ ( kg K) 5. Două corpuri cu mase egale, având temperaturi diferite, sunt puse în contact termic. Sistemul este izolat c adiabatic de mediul exterior. Căldurile specifice ale celor două corpuri sunt în relańia c =, iar între 3 temperaturile inińiale ale celor două corpuri există relańia T = 3 T. Temperatura finală T a sistemului după stabilirea echilibrului termic are expresia: a. T =,5 T b. T =,5 T c. T = T d. T = 0,5 T Într-un cilindru orizontal este închisă cu ajutorul unui piston o masă considerat gaz ideal. Heliul se află inińial la presiunea 5 0 Pa m = g de heliu ( µ 4g/mol), He = p = şi temperatura t = 7 C. Pistonul fiind blocat, heliul este încălzit până la temperatura T = 600 K. Ulterior se deblochează pistonul, iar heliul este supus unei destinderi izoterme până când presiunea ajunge la valoarea inińială. Cunoscând că ln 0,69, determinańi: a. numărul de atomi de heliu din cilindru; b. densitatea heliului aflat în cilindru la temperatura t ; c. presiunea maximă atinsă de gazul din cilindru; d. lucrul mecanic efectuat de heliu în cursul destinderii. Un mol de gaz ideal parcurge procesul termodinamic ciclic reprezentat în sistemul de coordonate V-T în figura alăturată. Temperatura în starea este T = 300 K. Căldura molară izocoră a gazului este 3 Cv = R. a. ReprezentaŃi procesul ciclic în sistemul de coordonate p V. b. DeterminaŃi energia internă a gazului în starea. c. CalculaŃi lucrul mecanic total schimbat de gaz cu mediul exterior în cursul unui ciclu. d. CalculaŃi căldura primită de gaz în cursul unui ciclu. Probă scrisă la Fizică 5 B. Elemente de termodinamică

23 Examenul nańional de bacalaureat 0 Proba E. d) Proba scrisă la Fizică Filiera teoretică profilul real, Filiera tehnologică profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecńia mediului, Filiera vocańională profilul militar Se acordă 0 puncte din oficiu. C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU MODEL I. Pentru itemii -5 scrieńi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect.. Simbolurile mărimilor fizice şi ale unităńilor de măsură fiind cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de US măsură în S.I. a mărimii fizice exprimate prin relańia este: ρl a. Ω b. A c. Ω m d. V. O sursă, având tensiunea electromotoare E şi rezistenńa internă r, este scurtcircuitată printr-un conductor de rezistenńă electrică neglijabilă. Energia electrică disipată în interiorul sursei într-un interval de timp t este dată de expresia: E t E E t re a. b. t c. d. r R+ r r t 3. O sursă de tensiune este inclusă într-o reńea electrică. Tensiunea la bornele sursei este mai mare decât tensiunea electromotoare a acesteia atunci când: a. căderea de tensiune pe sursă este nulă b. curentul electric circulă în interiorul sursei de la borna negativă la cea pozitivă c. curentul electric circulă în interiorul sursei de la borna pozitivă la cea negativă d. rezistenńa sursei este mai mare decât rezistenńa circuitului din care face parte aceasta 4. Graficele din figura alăturată redau dependenńa intensităńii curentului electric de tensiunea aplicată la borne, pentru trei rezistoare având rezistenńele electrice R, R şi R 3. RelaŃia corectă între valorile rezistenńelor electrice este: a. R < R < R3 b. R < R < R3 c. R < R3 < R d. R 3 < R < R 5. O sârmă de rezistenńă R este tăiată în trei părńi egale. Una dintre bucăńi se îndoaie sub formă de cerc şi apoi cele trei părńi se montează ca în figură. RezistenŃa echivalentă a grupării este: a. R b. R 3 c. 3R 4 d. R O baterie formată din trei surse identice legate în serie alimentează un consumator, ca în figura alăturată. Tensiunea electromotoare a unei surse este E 0 = V, iar rezistenńa sa internă este r 0 = 0, 5 Ω. Un voltmetru considerat ideal ( R V ), conectat la bornele unei surse, indică tensiunea U 0 = 0 V. RezistenŃa internă a ampermetrului este R A =,5Ω. DeterminaŃi: a. valoarea intensităńii curentului indicată de ampermetru; b. valoarea rezistenńei consumatorului; c. valoarea tensiunii la bornele consumatorului dacă una din surse este montată, din greşeală, cu polaritate inversă, iar rezistenńa consumatorului are valoarea R = 5Ω. d. Se îndepărtează instrumentele de măsură din circuit şi se conectează consumatorul la bornele bateriei. DeterminaŃi valoarea rezistenńei electrice R x pe care ar trebui să o aibă consumatorul astfel încât puterea debitată de baterie pe acesta să fie maximă. La bornele unei baterii se leagă în serie rezistoarele de rezistenńe R = 0Ω şi R = 5Ω. Valoarea tensiunii la bornele rezistorului R este η = 93,75%, determinańi: U = V a. energia consumată de rezistorul R într-un minut de funcńionare; b. puterea dezvoltată în cele două rezistoare; c. tensiunea electromotoare a bateriei; d. rezistenńa internă a bateriei. Probă scrisă la Fizică 6 C. Producerea şi utilizarea curentului continuu. Ştiind că randamentul circuitului electric este 3

24 4 Ministerul EducaŃiei, Cercetării, Tineretului şi Sportului Examenul nańional de bacalaureat 0 Proba E. d) Proba scrisă la Fizică Filiera teoretică profilul real, Filiera tehnologică profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecńia mediului, Filiera vocańională profilul militar Se acordă 0 puncte din oficiu. D. OPTICĂ MODEL 34 9 Se consideră: constanta Planck h = 6,6 0 J s, sarcina electrică elementară e =,6 0 C. I. Pentru itemii -5 scrieńi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect.. O pereche de ochelari recomandată unei persoane pentru corectarea hipermetropiei are lentile cu convergenńa C= m. DistanŃa focală a uneia dintre lentilele ochelarilor are valoarea: a. 0, m b. 0, 5m c., 0 m d., 0m. Unitatea de măsură a mărimii fizice egale cu produsul dintre distanńa parcursă de lumină printr-un mediu şi indicele de refracńie absolut al mediului este: a. s b. m/s c. m d. Hz 3. Un sistem centrat este alcătuit din două lentile cu distanńele focale f =30 cm şi respectiv f = 0 cm. Un obiect este aşezat în fańa lentilei cu distanńa focală f. Se constată că, indiferent de valoarea distanńei obiect-lentilă, mărirea liniară transversală dată de sistem este aceeaşi. DistanŃa dintre lentile are valoarea: a. 0 cm b. 5 cm c. 30 cm d. 50 cm 4. La trecerea luminii dintr-un mediu cu indice de refracńie n într-un mediu cu indice de refracńie n, relańia dintre unghiul de incidenńă i şi unghiul de refracńie r este: a. n sin i = n sin r b. n sin i = n sin r c. n cos i = n cos r d. n cos r = n cos i 5. Franjele luminoase care se observă în cazul interferenńei stańionare a luminii reprezintă locul geometric al punctelor în care: a. energia transportată de undele luminoase este egală cu energia undelor emise de sursele de lumină b. intensitatea undei rezultate prin interferenńă este media aritmetică a intensităńilor undelor care se suprapun c. intensitatea undei rezultate prin interferenńă este maximă d. intensitatea undei rezultate prin interferenńă este nulă Pentru studiul experimental al formării imaginilor prin lentilele subńiri se foloseşte un banc optic pe care sunt montate: un obiect, o lentilă subńire şi un ecran. În timpul experienńei se modifică distanńa dintre obiect şi lentilă. Pentru fiecare pozińie a obiectului, se deplasează ecranul astfel încât să se obńină o imagine clară şi se măsoară dimensiunea imaginii. Datele experimentale culese sunt prezentate în tabelul de mai jos ( d = x reprezintă distanńa obiect-lentilă, iar h = y PoziŃia d (cm) h (mm) reprezintă înălńimea imaginii). A 48 0 a. Folosind prima formulă fundamentală a lentilelor subńiri, stabilińi B 36 0 dependenńa distanńei imagine-lentilă de distanńa d dintre obiect şi lentilă, C 3 30 D pentru o lentilă cu distanńa focală f. b. RealizaŃi un desen în care să evidenńiańi construcńia imaginii printr-o lentilă convergentă. VeŃi considera un obiect aşezat perpendicular pe axa optică principală, distanńa obiect-lentilă fiind egală cu dublul distanńei focale. c. Folosind datele experimentale culese, calculańi raportul dintre mărirea liniară transversală corespunzătoare unei distanńe obiect-lentilă d C= 3cm şi cea corespunzătoare distanńei obiect-lentilă d B = 36 cm. d. Folosind rezultatele experimentale determinańi distanńa focală a lentilei. Catodul metalic al unui dispozitiv experimental pentru studiul efectului fotoelectric extern se expune unei 5 radiańii electromagnetice cu frecvenńa ν = 0, 0 Hz. FrecvenŃa de prag a materialului din care este 4 confecńionat catodul are valoarea ν 0 = 6, 0 0 Hz. a. JustificaŃi dacă modificarea fluxului radiańiei electromagnetice incidente, în condińiile menńinerii constante a frecvenńei, influenńează valoarea energiei cinetice maxime a electronilor emişi; b. CalculaŃi energia unui foton din radiańia incidentă; c. CalculaŃi lucrul mecanic de extracńie a fotoelectronilor din catod; d. CalculaŃi tensiunea de stopare a electronilor emişi. Probă scrisă la Fizică 7 D. Optică

25 EXAMENUL DE BACALAUREAT 00 Proba scrisă la Fizică Proba E - d): Filiera teoretică profilul real, Filiera tehnologică profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecńia mediului, Filiera vocańională profilul militar Se acordă 0 puncte din oficiu. A. MECANICĂ Varianta 0 Se consideră accelerańia gravitańională g = 0m/s. I. Pentru itemii -5 scrieńi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect.. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele folosite în manualele de fizică, relańia corectă este: a. F f = µ N b. N = µff c. F f µn. Unitatea de măsură a constantei elastice în S.I. este: a. J/kg b. N/m c. N m d. = d. F f = µ N N/m 3. Coeficientul de frecare la alunecare între un corp şi un plan înclinat cu unghiul α fańă de orizontală este µ. Expresia matematică a randamentului planului înclinat este: cosα sinα sinα cosα a. η = b. η = c. η = d. η = sinα + µ sinα cosα + µ sinα sinα + µ cosα µ cosα + sinα 4. Un automobil se deplasează rectiliniu cu viteza constantă v = 08km/h. Dacă puterea motorului este P = 48kW, forńa de tracńiune dezvoltată de acesta are valoarea: a. 600 N b. 600 N c N d N 5. Un corp este aruncat cu viteza inińială v 0 = 0 m/s, vertical în sus. În absenńa frecării cu aerul, înălńimea maximă la care urcă corpul fańă de punctul de lansare este: a. 5 km b. 50 m c. 0 m d. 5 m Una dintre etapele turului ciclist al României s-a desfăşurat între localităńile Piatra NeamŃ şi Miercurea Ciuc, pe distanńa totală D = 50 km. Startul s-a dat la ora 09 : 00 : 00 (ora 9, 0 minute şi 0 secunde). La ora : 0 : 00, când cel mai rapid ciclist a trecut linia de sosire, distanńa dintre primul şi ultimul ciclist era d = 6 km. Din acest moment ultimul ciclist îşi menńine constantă viteza v 0 = m/s pe distanńa d = 5500 m. Pe ultimii d = 500 m, încurajat de spectatori, acesta se deplasează cu accelerańie constantă şi trece linia de sosire cu viteza v = 3 m/s. Etapa a cuprins la Cheile Bicazului şi o căńărare, în care cicliştii au urcat de la altitudinea h = 580 m la altitudinea h = 980 m. CalculaŃi: a. valoarea vitezei medii a celui mai rapid ciclist; b. variańia energiei potenńiale gravitańionale a unui ciclist având masa M = 70 kg în timpul căńărării de la Cheile Bicazului; c. valoarea accelerańiei ultimului ciclist în timpul parcurgerii distanńei d = 500 m înaintea liniei de sosire; d. ora la care ultimul ciclist a trecut linia de sosire. Într-un experiment s-a studiat căderea a două corpuri în câmpul gravitańional terestru. Cele două corpuri au aspect exterior identic (aceeaşi formă şi aceleaşi dimensiuni), dar au mase diferite. Masa corpului A este m A = 50 g. Pe baza datelor obńinute de la un senzor de mişcare a fost trasat graficul alăturat, în care este redată dependenńa de timp a vitezei corpului A, respectiv B. Această dependenńă a vitezei de timp poate fi F r = k v. explicată dacă admitem că forńa de rezistenńă la înaintare este direct proporńională cu viteza ( ) Valoarea coeficientului de proporńionalitate k depinde doar de forma şi dimensiunile corpului. DeterminaŃi: a. viteza maximă v max atinsă de corpul A în timpul căderii; b. valoarea coeficientului de proporńionalitate k ; c. masa corpului B; d. lucrul mecanic efectuat de forńa de rezistenńă la înaintare asupra corpului A în timpul t =,4 s în care corpul a căzut, pornind din repaus, pe distanńa d = 4 m. 5 Proba E - d): Probă scrisă la Fizică A. Mecanică

26 EXAMENUL DE BACALAUREAT 00 Proba scrisă la Fizică Proba E - d): Filiera teoretică profilul real, Filiera tehnologică profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecńia mediului, Filiera vocańională profilul militar Se acordă 0 puncte din oficiu. B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ Varianta 0 Se consideră: numărul lui Avogadro 0 3 J N A = 6,0 mol, constanta gazelor ideale R = 8,3. Între parametrii mol K de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relańia: p V = νrt. I. Pentru itemii -5 scrieńi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect.. Punctele, şi 3 din graficul alăturat reprezintă trei stări de echilibru termodinamic pentru trei cantităńi diferite de gaze ideale diatomice aflate la aceeaşi temperatură. RelaŃia corectă dintre energiile interne ale celor trei gaze este: a. U < U < U3 b. U = U = U3 c. U > U > U3 d. U < U > U3. Considerând că simbolurile mărimilor fizice şi convenńiile de semne pentru căldură şi lucru mecanic sunt cele utilizate în manualele de fizică, expresia corectă a principiului I al termodinamicii este: a. U = Q+ L b. U = Q+ L c. U = Q L d. U = Q L 3. Într-o destindere adiabatică a unei mase constante de gaz ideal, densitatea acestuia: a. creşte b. scade c. rămâne constantă d. creşte şi apoi scade 4. Simbolurile unităńilor de măsură fiind cele utilizate în S.I., unitatea de măsură a capacităńii calorice a unui sistem termodinamic poate fi scrisă în forma: N m N m a. N m b. N m c. d. K K 5 5. La presiunea p = 8,3 0 Pa, concentrańia moleculelor unui gaz ideal (numărul de molecule din unitatea 5 m -3 de volum) este n = 3,0 0. Temperatura gazului este aproximativ: a. 77 C b. 000 C c. 07 C d. 054 C O butelie având volumul V = 0 L conńine aer la presiunea 5 p = 0 Pa. Altă butelie, având volumul V = 5 L, conńine azot la presiunea 5 p = 3 0 Pa. Cele două butelii sunt legate printr-un tub cu volum neglijabil prevăzut cu o membrană care se sparge dacă diferenńa dintre presiunile celor două gaze este 5 p= 0 Pa. Ambele gaze, considerate ideale, se află la temperatura t = 7 0 C. Masa molară a aerului 3 3 este µ = 9 0 kg/mol, iar cea a azotului µ = 8 0 kg/mol. DeterminaŃi: a. numărul de molecule din aerul aflat în prima butelie; b. masa unei molecule de azot; c. masa minimă de azot care trebuie introdusă suplimentar în butelia de volum V pentru a produce spargerea membranei; d. masa molară a amestecului obńinut după spargerea membranei, ca urmare a introducerii azotului suplimentar. 3 Un mol de gaz ideal monoatomic C v = R, aflat inińial în starea, la temperatura T = 50 K, este supus succesiunii de procese termodinamice 3 4, reprezentate în sistemul de coordonate p T în figura alăturată. ConsideraŃi că ln 0,69. a. ReprezentaŃi succesiunea de procese termodinamice în sistemul de coordonate p V. b. DeterminaŃi energia internă a gazului în starea. c. CalculaŃi lucrul mecanic efectuat de gaz în transformarea 3. d. CalculaŃi căldura schimbată de gaz cu exteriorul în transformarea Proba E - d): Probă scrisă la Fizică B. Elemente de termodinamică

27 EXAMENUL DE BACALAUREAT 00 Proba scrisă la Fizică Proba E - d): Filiera teoretică profilul real, Filiera tehnologică profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecńia mediului, Filiera vocańională profilul militar Se acordă 0 puncte din oficiu. C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU Varianta 0 I. Pentru itemii -5 scrieńi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect.. Simbolurile unităńilor de măsură fiind cele folosite în S.I., unitatea de măsură a rezistivităńii electrice poate fi scrisă în forma: a. V A m b. V A m c. V A m d. V A m. În graficul alăturat este prezentată variańia în timp a intensităńii curentului electric printr-un conductor. Sarcina electrică totală ce străbate secńiunea transversală a conductorului în intervalul de timp cuprins între t = 3 s şi t = 6 s este egală cu: a. 30 µc b. 60 µc c. 80 µc d. 0 µc 3. Pentru porńiunea de reńea din figura alăturată se cunosc: R = 6Ω, R = = 3Ω, R 3 I = I3 = A şi I = 3 A. Tensiunea U AB dintre nodurile A şi B are valoarea: a. 8 V b. 9 V c. 6 V d. 0 V 4. Randamentul unui circuit electric simplu este egal cu: a. raportul dintre t.e.m. a generatorului şi tensiunea la bornele circuitului exterior b. raportul dintre rezistenńa internă a generatorului şi rezistenńa circuitului exterior c. raportul dintre puterea transferată circuitului exterior şi puterea totală debitată de generator în întregul circuit d. raportul dintre energia disipată în circuitul interior generatorului şi energia disipată în circuitul exterior 5. Dacă se scurtcircuitează din greşeală bornele unui generator printr-un conductor de rezistenńă neglijabilă, intensitatea curentului prin acesta devine I sc. Puterea maximă care poate fi transferată de generator unui circuit exterior cu rezistenńa convenabil aleasă este P max. Tensiunea electromotoare a generatorului are expresia: 4Pmax 3Pmax Pmax Pmax a. E = b. E = c. E = d. E = I sc I sc În circuitul electric a cărui schemă este reprezentată în figura alăturată se cunosc: E = 60 V, r = 4Ω, R = 0Ω, R = 30Ω, R = 8Ω. Voltmetrul este considerat ideal ( R ) V. RezistenŃa electrică a conductoarelor de legătură se neglijează. DeterminaŃi: a. rezistenńa electrică echivalentă a circuitului exterior; b. valoarea tensiunii dintre punctele A şi B; c. valoarea tensiunii indicate de voltmetru; d. intensitatea curentului prin sursă dacă se conectează între A şi B un fir cu rezistenńă neglijabilă. I sc 3 I sc Sursa de tensiune din circuitul din figura alăturată este caracterizată de tensiunea electromotoare E = 64 V şi rezistenńa internă r =,0 Ω. Parametrii nominali ai becurilor sunt P = 0 W, I = 0,5 A, respectiv P = W, I = 0, 3 A. RezistenŃa totală R a reostatului şi pozińia cursorului C sunt astfel alese încât becurile să funcńioneze la parametri nominali. Conductoarele de legătură au rezistenńă electrică neglijabilă. DeterminaŃi: a. intensitatea curentului electric prin conductorul AC; b. rezistenńa electrică a becului B, având parametrii P şi I ; c. intensitatea curentului electric ce trece prin sursa de tensiune; d. rezistenńa electrică R BC a porńiunii reostatului cuprinsă între capătul B şi cursorul C. 7 Proba E - d): Probă scrisă la Fizică 3 C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

28 EXAMENUL DE BACALAUREAT 00 Proba scrisă la Fizică Proba E - d): Filiera teoretică profilul real, Filiera tehnologică profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecńia mediului, Filiera vocańională profilul militar Se acordă 0 puncte din oficiu. D. OPTICĂ Varianta 0 34 Se consideră constanta Planck h = 6,6 0 J s. I. Pentru itemii -5 scrieńi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect.. Unitatea de măsură a convergenńei unei lentile în S.I. este: - - a. m b. m c. s d. s. Un punct luminos se află în centrul unei sfere omogene de sticlă. Imaginea acestui punct observată din exteriorul sferei este: a. reală, deoarece se formează la intersecńia razelor de lumină care ies din sferă b. virtuală, deoarece se formează la intersecńia razelor de lumină care ies din sferă c. reală, deoarece se formează la intersecńia prelungirii razelor de lumină care ies din sferă d. virtuală, deoarece se formează la intersecńia prelungirii razelor de lumină care ies din sferă 3. Un sistem afocal este format din două lentile, una convergentă şi alta divergentă. Un fascicul paralel de lumină cade pe lentila convergentă a sistemului şi iese din sistemul optic tot ca fascicul paralel. Focarul imagine al lentilei convergente este situat: a. între cele două lentile ale sistemului afocal b. în exteriorul sistemului de lentile, de partea lentilei convergente c. în exteriorul sistemului de lentile, de partea lentilei divergente d. la infinit 4. O rază de lumină traversează trei medii transparente şi omogene, si 3, aşa cum se vede în figura alăturată. Cele trei medii au indicii de refracńie n, n şi respectiv n 3. Raza de lumină ajunge pe suprafańa de separare dintre mediile şi sub unghiul de incidenńă i = 40 şi se refractă sub unghiul i = 0. Unghiul de refracńie la intrarea în mediul 3 este i 3 = 50. Între indicii de refracńie ai celor trei medii există relańia: a. n > n > n3; b. n > n > n3; c. n 3 > n > n; d. n > n = n3 5. O condińie necesară pentru obńinerea interferenńei stańionare este ca undele care interferă să aibă: a. diferenńa de fază constantă în timp b. diferenńa pulsańiilor constantă şi nenulă c. frecvenńe apropiate d. lungimi de undă λ [400 nm; 600 nm] O lentilă este aşezată între un obiect luminos cu înălńimea h = 0 mm şi un ecran. Se constată că dacă lentila este pozińionată la distanńa d = 30 cm fańă de obiect, pe ecran se obńine o imagine răsturnată având înălńimea h = 0 mm. a. CalculaŃi mărirea liniară transversală dată de lentilă în situańia descrisă în problemă. b. DeterminaŃi distanńa focală a lentilei. c. RealizaŃi un desen în care să evidenńiańi construcńia imaginii prin lentilă, pentru obiectul considerat, în situańia descrisă de problemă. d. Lentila este deplasată între obiectul şi ecranul aflate în pozińii fixe. Se constată că există şi o a doua pozińie a lentilei pentru care pe ecran se obńine o imagine clară. CalculaŃi înălńimea imaginii obńinute pe ecran în acest al doilea caz. 9 Catodul unei celule fotoelectrice este caracterizat de lucrul mecanic de extracńie L = 4, 0 0 J. a. DeterminaŃi valoarea frecvenńei de prag a acestei celule fotoelectrice. 4 b. PrecizaŃi dacă o radiańie monocromatică cu frecvenńa ν = 5,5 0 Hz, incidentă pe fotocelulă, produce efect fotoelectric. c. DeterminaŃi valoarea energiei cinetice maxime a electronilor emişi dacă asupra celulei se trimite o altă 5 radiańie monocromatică, cu frecvenńa ν = 5, 0 Hz. d. Se modifică fluxul radiańiilor incidente menńinând constantă frecvenńa ν = 5, 0 Hz. JustificaŃi dacă modificarea fluxului radiańiilor influenńează valoarea energiei cinetice maxime a electronilor emişi. 5 8 Proba E - d): Probă scrisă la Fizică 4 D. Optică

29 EXAMENUL DE BACALAUREAT 00 Proba scrisă la Fizică Proba E - d): Filiera teoretică profilul real, Filiera tehnologică profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecńia mediului, Filiera vocańională profilul militar Se acordă 0 puncte din oficiu. A. MECANICĂ Varianta 8 Se consideră accelerańia gravitańională g = 0m/s. I. Pentru itemii -5 scrieńi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect.. Viteza de 54 km/h, exprimată în unităńi de măsură fundamentale în S.I., este: a. 5 m/s b. 6, m/s c. 45 m/s d. 750 m/s. Un corp se deplasează rectiliniu şi uniform. Rezultanta forńelor care acńionează asupra corpului este: a. paralelă cu direcńia de deplasare a corpului şi orientată în sensul deplasării b. paralelă cu direcńia de deplasare a corpului şi orientată în sens invers deplasării c. perpendiculară pe direcńia de deplasare a corpului d. nulă 3. Lucrul mecanic este o mărime fizică: a. adimensională b. de proces c. vectorială d. de stare 4. Cutia de viteze a unui autoturism permite transmiterea mişcării de rotańie de la motor la rońi. La o anumită turańie a motorului, în treapta a IV-a de viteze autoturismul se deplasează cu viteza v = 00 km/h, iar în treapta a V-a, cu viteza v = 40 km/h. La aceeaşi turańie, motorul furnizează aceeaşi putere. Raportul dintre forńa de tracńiune exercitată asupra autoturismului când se deplasează cu viteza v şi cea exercitată când se deplasează cu viteza v este: a. 0,4 b. 0,7 c.,4 d.,4 5. Pentru a ridica un corp la o anumită înălńime este folosit un plan înclinat cu unghiul α = 60 fańă de orizontală. Coeficientul de frecare la alunecare între corp şi plan este = 0,43( 3 / 4) µ. Randamentul planului înclinat este: a. 57 % b. 60 % c. 80 % d. 90 % PerformanŃele realizate în probele de schi alpin sunt influenńate şi de caracteristicile tehnice ale echipamentului folosit. Pentru alegerea materialelor corespunzătoare este necesară măsurarea coeficientului de frecare la alunecare. În acest scop se foloseşte un dispozitiv fixat pe schiuri, care înregistrează atât valorile forńelor de tensiune din cablurile cu care se acńionează asupra sistemului (dispozitiv şi schiuri), cât şi accelerańia sistemului. Schiurile se află pe suprafańa orizontală a zăpezii, ca în figura alăturată. În tabel este prezentat unul dintre seturile de date înregistrate. Masa totală a sistemului este M = 50kg, iar deplasarea are loc în sensul forńei T. a. ReprezentaŃi forńele care acńionează asupra sistemului (dispozitiv şi schiuri). b. DeterminaŃi valoarea coeficientului de frecare la alunecare între schiuri şi zăpadă. c. CalculaŃi valoarea vitezei atinse după t = s de la plecarea din repaus, presupunând că accelerańia se menńine constantă la valoarea indicată în tabel. d. CalculaŃi viteza pe care ar atinge-o pe aceste schiuri un sportiv care coboară o pantă acoperită de zăpadă, înclinată cu α = 30 fańă de orizontală, după parcurgerea unei diferenńe de nivel h = 30m fańă de punctul din care a plecat din repaus. Coeficientul de frecare la alunecarea pe pantă este µ = 0,04. O bilă cu masa m = 00 g este prinsă la un capăt al unui fir elastic cu lungimea nedeformată l 0 = 40 cm şi constanta elastică k = 00 N/m. Celălalt capăt al firului este prins într-un punct A situat la înălńimea H = 00 cm fańă de sol. Bila este ridicată în punctul A şi i se dă drumul să cadă la momentul t 0 = 0 s. Energia potenńială gravitańională se consideră nulă la nivelul solului. Masa firului elastic este neglijabilă. a. CalculaŃi energia potenńială datorată interacńiunii gravitańionale bilă-pământ, atunci când bila se află în punctul A; b. CalculaŃi intervalul de timp după care firul începe să se alungească. c. ReprezentaŃi grafic dependenńa modulului forńei elastice din fir de alungirea acestuia, pentru alungiri l 0 cm; 0 cm. cuprinse în intervalul [ ] d. DeterminaŃi alungirea maximă atinsă de firul elastic în timpul căderii bilei. T (N) (N) a m/s ,50 T ( ) Proba E - d): Probă scrisă la Fizică A. Mecanică 9

30 EXAMENUL DE BACALAUREAT 00 Proba scrisă la Fizică Proba E - d): Filiera teoretică profilul real, Filiera tehnologică profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecńia mediului, Filiera vocańională profilul militar Se acordă 0 puncte din oficiu. B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ Varianta 8 Se consideră: numărul lui Avogadro 0 3 J N A = 6,0 mol, constanta gazelor ideale R = 8,3. Între parametrii mol K de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relańia: p V = νrt. I. Pentru itemii -5 scrieńi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect.. Trei mase diferite m, m şi m 3 din acelaşi gaz ideal sunt supuse unor procese termodinamice reprezentate în coordonate p-t în figura alăturată. Volumele ocupate de V = V =. RelaŃia corectă dintre cele trei mase de gaz este: gaze sunt egale ( ) V3 a. m = m = m3 b. m > m > m3 c. m > m3 > m d. m 3 > m > m. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, expresia densităńii unui gaz ideal având masa molară µ, aflat la temperatura T şi presiunea p este: pv pµ a. ρ = b. ρ = c. ρ νr RT = RT pµ d. m ρ = µ RT 3. Energia internă a unui gaz ideal creşte atunci când gazul este supus următorului proces termodinamic: a. destindere adiabatică b. destindere la presiune constantă c. comprimare la presiune constantă d. comprimare la temperatură constantă 4. Unitatea de măsură în S.I. a capacităńii calorice a unui corp este: - a. J K b. J mol K c. J kg K d. J 5. O cantitate ν = 4 mol de gaz ideal diatomic ( =, 5 R ), aflat la temperatura T 600 K C V Proba E - d): Probă scrisă la Fizică B. Elemente de termodinamică =, este răcit adiabatic până la temperatura T = 300 K. Lucrul mecanic efectuat de gaz este de aproximativ: a. 30,5 kj b. 4,9 kj c. 4,9 kj d. 30,5 kj Într-un cilindru orizontal prevăzut cu piston mobil este închisă o cantitate ν = 0,5 mol de gaz ideal, ca în figura alăturată. Gazul se află inińial la temperatura t = 70 C şi la presiunea p=. Pistonul are aria S = 8,3 dm. Un sistem de blocare împiedică deplasarea pistonului în sensul comprimării gazului, dar permite deplasarea cu frecare neglijabilă în sensul măririi volumului. Presiunea atmosferică are valoarea p 0 = 05 Pa. DeterminaŃi: a. lungimea a a porńiunii ocupate de gaz în starea inińială; b. numărul de molecule din unitatea de volum în starea inińială; c. temperatura T până la care trebuie încălzit gazul astfel încât pistonul să înceapă să se deplaseze; d. temperatura T 3 până la care trebuie încălzit gazul, astfel încât lungimea porńiunii ocupate de gaz să se dubleze. Cilindrul este suficient de lung. O cantitate = mol C V =, 5R este supusă procesului ν de gaz ideal monoatomic ( ) ciclic 3 4, reprezentat în sistemul de coordonate V-T în figura alăturată. Temperatura gazului în starea este T 300 K. ConsideraŃi că = ln 0,69. a. CalculaŃi energia internă a gazului în starea. b. DeterminaŃi valoarea căldurii primite de gaz în timpul unui ciclu. c. CalculaŃi lucrul mecanic total schimbat de gaz cu mediul exterior în timpul unui ciclu. d. ReprezentaŃi procesul ciclic în sistemul de coordonate p-v. p 0 30

31 EXAMENUL DE BACALAUREAT 00 Proba scrisă la Fizică Proba E - d): Filiera teoretică profilul real, Filiera tehnologică profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecńia mediului, Filiera vocańională profilul militar Se acordă 0 puncte din oficiu. C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU Varianta 8 9 Se consideră sarcina electrică elementară e =,6 0 C I. Pentru itemii -5 scrieńi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect.. Simbolurile unităńilor de măsură fiind cele utilizate în S.I., unitatea de măsură pentru puterea electrică poate fi scrisă în forma: A V a. b. c. A Ω d. V Ω Ω Ω. Intensitatea curentului electric printr-un conductor este numeric egală cu: a. lucrul mecanic efectuat pentru deplasarea unităńii de sarcină electrică prin conductor b. sarcina electrică transportată de electroni prin conductor c. raportul dintre tensiunea la bornele conductorului şi rezistenńa internă a sursei din reńeaua electrică în care este conectat conductorul d. sarcina electrică transportată de purtătorii de sarcină care trec, într-o secundă, prin secńiunea transversală a conductorului 3. În figura alăturată sunt reprezentate caracteristicile curent-tensiune a două rezistoare. RelaŃia corectă dintre rezistenńele electrice ale celor două rezistoare este: a. R = 0, 5 R b. R =, 5 R c. R = R d. R = 0 R 4. Un circuit electric conńine o sursă cu tensiunea electromotoare E şi rezistenńa internă r şi un reostat a cărui rezistenńă electrică poate fi modificată. Puterea maximă care poate fi transmisă circuitului exterior are expresia: E E E E r a. b. c. d. 4r r R+ r 4 5. Pentru porńiunea de reńea din figura alăturată se cunosc: R = Ω, R = R 3 = 6Ω, I = I3 = A şi I = 3 A. Tensiunea U AB are valoarea: a. 36 V b. 8 V c. V d. 0 V O baterie este formată din 6 surse de tensiune identice, caracterizate fiecare de valorile E = 0 V şi r =,0 Ω. Bateria este alcătuită din 3 ramuri legate în paralel, fiecare ramură conńinând surse grupate serie. Bateria alimentează o grupare de patru rezistoare cu rezistenńele R = 0Ω, R = 0Ω, 3 = 4, 0Ω R şi R 4 = 8, 0Ω. Rezistoarele sunt conectate astfel: R şi R în paralel, R 3 şi R 4 în paralel, cele două grupări paralel fiind înseriate. a. ReprezentaŃi schema electrică a circuitului. b. CalculaŃi valoarea rezistenńei electrice echivalente a grupării celor patru rezistoare. c. CalculaŃi valoarea tensiunii electrice la bornele rezistorului R. d. CalculaŃi valoarea intensităńii curentului electric prin una dintre surse, dacă la bornele acesteia se conectează un fir conductor de rezistenńă electrică neglijabilă. La bornele unei surse având tensiunea electromotoare E = 8,0 V şi rezistenńa internă r = 0, 5 Ω se leagă în paralel un rezistor a cărui rezistenńă electrică are valoarea R = 0Ω şi un bec. Un voltmetru, considerat ideal ( R v ), conectat la bornele sursei, indică U = 6,0 V. Cunoscând rezistenńa filamentului becului la rece ( t C ) R = 0Ω şi coeficientul termic al rezistivităńii materialului din care este confecńionat 0 = 0 0 0, 3 K, filamentul becului α =, 5 0, determinańi: a. energia consumată de rezistor în 5 minute de funcńionare; b. puterea totală dezvoltată de sursă; c. randamentul transferului de putere de la sursă la circuitul exterior; d. temperatura filamentului becului în timpul funcńionării. 3 Proba E - d): Probă scrisă la Fizică 3 C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

32 EXAMENUL DE BACALAUREAT 00 Proba scrisă la Fizică Proba E - d): Filiera teoretică profilul real, Filiera tehnologică profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecńia mediului, Filiera vocańională profilul militar Se acordă 0 puncte din oficiu. D. OPTICĂ Varianta 8 34 Se consideră constanta Planck h = 6,6 0 J s. I. Pentru itemii -5 scrieńi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect.. Fenomenul care provoacă devierea razei de lumină la trecerea printr-o lentilă este: a. efectul fotoelectric b. interferenńa c. reflexia d. refracńia. Imaginea reală dată de un sistem optic pentru un punct luminos se formează: a. la intersecńia prelungirii razelor de lumină care ies din sistemul optic b. la intersecńia razelor de lumină care ies din sistemul optic c. la intersecńia dintre o rază de lumină şi axa optică principală d. la intersecńia razelor de lumină care intră în sistemul optic 4 3. O rază de lumină trece din aer ( n aer = ) în apă n apa =. Unghiul de incidenńă este i = 30. Sinusul 3 unghiului de refracńie are valoarea: a. 0, 375 b. 0, 500 c. 0, 667 d. 0, Un obiect este aşezat în fańa unei oglinzi plane. Dacă obiectul se depărtează de oglindă cu distanńa d, atunci distanńa dintre el şi imaginea sa: a. creşte cu d b. scade cu d c. creşte cu d d. scade cu d 5. AlegeŃi afirmańia care nu este corectă în legătură cu imaginea de interferenńă obńinută cu ajutorul unei pene optice: a. imaginea de interferenńă constă în franje de egală grosime b. franjele de interferenńă sunt echidistante intre ele c. franjele de interferenńă sunt paralele cu muchia penei d. imaginea de interferenńă nu este localizată Pentru determinarea experimentală a distanńei focale a unei lentile divergente se realizează un sistem alipit format din lentila divergentă şi o lentilă convergentă având distanńa focală f = 8 cm. Sistemul astfel format se aşază pe un banc optic. Se constată că pentru a obńine o imagine clară a obiectului real situat pe axa optică la distanńa d = 8 cm în fańa sistemului de lentile, ecranul trebuie plasat la distanńa d = 36 cm fańă de lentile. DeterminaŃi: a. convergenńa echivalentă a sistemului de lentile alipite; b. mărirea liniară transversală dată de sistemul de lentile pentru obiectul considerat; c. distanńa focală a lentilei divergente. d. RealizaŃi un desen în care să evidenńiańi construcńia imaginii printr-o lentilă divergentă, pentru un obiect situat între focarul imagine şi lentilă. În graficul alăturat este reprezentată dependenńa energiei cinetice maxime a electronilor emişi prin efect fotoelectric extern, de frecvenńa radiańiei incidente. Metalul pentru care a fost obńinut acest grafic este supus acńiunii radiańiilor 4 4 luminoase cu frecvenńele ν = 4,00 0 Hz, ν = 5, 45 0 Hz şi respectiv 4 ν = 6,5 0 Hz. FrecvenŃa de prag a metalului are valoarea 3 4 ν 0 = 5, 45 0 Hz. a. CalculaŃi valoarea lucrului mecanic de extracńie. b. IndicaŃi semnificańia fizică a pantei dreptei reprezentate în grafic. c. IndicaŃi care dintre cele trei radiańii produc efect fotoelectric. JustificaŃi. d. CalculaŃi valoarea energiei cinetice maxime a electronilor extraşi de radiańia cu frecvenńa ν 3. 3 Proba E - d): Probă scrisă la Fizică 4 D. Optică

33 EXAMENUL DE BACALAUREAT 00 Proba scrisă la Fizică Proba E - d): Filiera teoretică profilul real, Filiera tehnologică profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecńia mediului, Filiera vocańională profilul militar Se acordă 0 puncte din oficiu. A. MECANICĂ Varianta Se consideră accelerańia gravitańională Olt C. N. RADU GRECEANU g = 0m/s. I. Pentru itemii -5 scrieńi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect.. Un resort este alungit cu l, fiind menńinut în această stare cu ajutorul unei forńe F. Sub acńiunea forńei deformatoare F, alungirea resortului la echilibru este: l a. 0 b. c. l d. l.. Dintre mărimile fizice de mai jos, mărime fizică scalară este: a. viteza b. accelerańia c. masa d. forńa 3. Un corp lăsat liber pe un plan înclinat coboară rectiliniu uniform. Dacă acelaşi corp este ridicat cu viteză constantă pe acelaşi plan înclinat, randamentul planului înclinat este: a. 00 % b. 75 % c. 50 % d. 5 % 4. Unitatea de măsură în S.I. pentru puterea mecanică este: a. W b. kg m s c. kwh d. N m s 5. Un corp de masă m este aruncat de pe sol cu viteza inińială v 0, vertical în sus, în câmpul gravitańional considerat uniform al Pământului. Corpul ajunge la înălńimea maximă h fańă de punctul de aruncare. Energia potenńială gravitańională se consideră nulă la nivelul solului. Neglijând forńele de rezistenńă din partea aerului, energia totală a corpului poate fi exprimată cu ajutorul relańiei: a. mv mgh+ 0 b. mgh c. În graficul alăturat este reprezentată dependenńa de timp a accelerańiei unui metrou pe durata deplasării rectilinii între două stańii, de la pornirea din repaus până la oprirea din momentul t. Masa totală a metroului este M =00 t. DeterminaŃi: a. viteza maximă atinsă de metrou; b. lucrul mecanic efectuat de forńa rezultantă în primele 8 s de mişcare; c. distanńa parcursă de metrou între cele două stańii; d. durata călătoriei între cele două stańii. mgh mv + 0 d. mv 0 Olt C. N. RADU GRECEANU Proba_E_d_subiecte Proba E - d): Probă scrisă la Fizică A. Mecanică a(m/s ) Un corp având masa m este tractat cu viteză constantă în sus de-a lungul unui plan înclinat cu ajutorul unei forńe de tracńiune F paralelă cu planul înclinat. Dacă se înlocuieşte forńa de tracńiune F F cu forńa F = având aceeaşi direcńie şi acelaşi sens, corpul coboară cu viteză constantă pe planul înclinat. Unghiul format de planul înclinat cu orizontala este α = 30. Coeficientul de frecare la alunecare între corp şi planul înclinat este µ. a. ReprezentaŃi într-un desen toate forńele care acńionează asupra corpului în timpul ridicării de-a lungul planului înclinat sub acńiunea forńei F. b. ScrieŃi expresiile modulelor componentelor G p şi G n ale greutăńii corpului pe direcńia paralelă cu planul înclinat, respectiv normală la suprafańa acestuia, în funcńie de masa corpului şi de unghiul α. c. DeterminaŃi valoarea coeficientului de frecare la alunecare dintre corp şi planul înclinat. d. CalculaŃi valoarea accelerańiei corpului în timpul ridicării de-a lungul planului înclinat sub acńiunea simultană a forńelor F şi F. -0, t(s) t 33

34 EXAMENUL DE BACALAUREAT 00 Proba scrisă la Fizică Proba E - d): Filiera teoretică profilul real, Filiera tehnologică profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecńia mediului, Filiera vocańională profilul militar Se acordă 0 puncte din oficiu. B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ Varianta Se consideră: numărul lui Avogadro 0 3 J N A = 6,0 mol, constanta gazelor ideale R = 8,3. Între parametrii mol K de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relańia: p V = νrt. I. Pentru itemii -5 scrieńi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect.. Un gaz considerat ideal, având masa molară µ, se află la temperatura T şi presiunea p. Densitatea gazului este: pv pµ RT m a. ρ = b. ρ = c. ρ = d. ρ = RT νr RT pµ µ. Aceeaşi cantitate de gaz considerat ideal este supusă la patru procese termodinamice distincte, reprezentate în coordonate p T în figura alăturată. Procesul care are loc la cel mai mare volum este: a. b. c. 3 d O cantitate de gaz considerat ideal se destinde adiabatic. În cursul acestui proces: a. energia internă a gazului scade b. gazul absoarbe căldură c. asupra gazului se efectuează lucru mecanic d. volumul gazului scade 4. Simbolurile unităńilor de măsură fiind cele utilizate în S.I., unitatea de măsură a raportului dintre căldura primită de un corp şi căldura specifică a materialului din care este alcătuit, Q / c, este: a. J kg K b. kg K c. kg K d. mol K 5. O cantitate de gaz considerat ideal este supusă unui proces termodinamic în care presiunea p variază Olt C. N. RADU GRECEANU direct proporńional cu volumul V al gazului. Temperatura gazului variază direct proporńional cu: a. V b.v c. 3 V d. V 3 O butelie pentru scufundări are volumul V = 8,3dm şi rezistă până la o presiune maximă Butelia este încărcată cu un amestec format din oxigen ( ) 7 p =,5 0 Pa. Masa molară a amestecului este = 9 g / mol max µ O = 3 g/mol şi azot ( N = 8 g/mol) Olt C. N. RADU GRECEANU Proba_E_d_subiecte Proba E - d): Probă scrisă la Fizică B. Elemente de termodinamică 7 p =,0 0 Pa. µ la presiunea µ. Temperatura buteliei şi a conńinutului său este t = 7 C. ConsideraŃi că amestecul din butelie este un gaz ideal şi că butelia rămâne închisă. DeterminaŃi: a. numărul de molecule aflate în butelie; b. temperatura maximă până la care poate fi încălzită butelia; c. masa unei molecule de azot; d. masa de oxigen aflată în butelie. O cantitate ν de gaz ideal aflată inińial în starea A, în care presiunea este V A = 0 m 3 5 p = 0 Pa şi volumul, parcurge un proces ciclic format din: o destindere izotermă AB, în cursul căreia volumul gazului creşte de trei ori, o comprimare izobară BC şi o încălzire izocoră CA. Căldura molară izocoră este C V = 5 R /. Se cunoaşte ln 3,. a. ReprezentaŃi în sistemul de coordonate p V procesul ciclic parcurs de gaz. b. DeterminaŃi variańia energiei interne a gazului în procesul BC. c. CalculaŃi lucrul mecanic total schimbat de gaz cu mediul exterior în timpul unui ciclu. d. DeterminaŃi valoarea raportului Q / Q dintre căldura primită şi modulul căldurii cedate de gaz în timpul unui ciclu. primit cedat A 34

35 EXAMENUL DE BACALAUREAT 00 Proba scrisă la Fizică Proba E - d): Filiera teoretică profilul real, Filiera tehnologică profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecńia mediului, Filiera vocańională profilul militar Se acordă 0 puncte din oficiu. C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU Varianta Se consideră sarcina electrică elementară e =,6 0 C I. Pentru itemii -5 scrieńi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect.. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizică, unitatea de măsură a mărimii fizice exprimate prin produsul I t poate fi scrisă în forma: - Olt C. N. RADU GRECEANU 9 a. J V b. J Ω c. V Ω d. W. Numărul de electroni care trec, în fiecare secundă, prin secńiunea transversală a unui conductor metalic străbătut de un curent electric stańionar a cărui intensitate are valoarea I = 3mA, este: a. 0 b. 5 0 c. 0 d Purtătorii liberi de sarcină electrică în conductoarele metalice sunt: a. ionii b. electronii şi ionii negativi c. electronii d. electronii şi ionii pozitivi. 4. Graficul dependenńei rezistenńei electrice a filamentului unui bec în funcńie de temperatură este redat în figura alăturată. Coeficientul de temperatură al rezistivităńii este egal cu: a. 0 K b. 3 0 K c. 4 0 K d. 8 0 K 5. O sursă având rezistenńa internă r disipă puterea P pe un rezistor de rezistenńă electrică R conectat la bornele sale. Se înlocuieşte rezistorul cu un altul, având rezistenńa electrică R. Sursa disipă aceeaşi putere P şi pe acest rezistor. RezistenŃă electrică R poate fi calculată cu ajutorul expresiei: a. R = R r b. R = R r c. R r R = d. R = r R O baterie având tensiunea electromotoare E = 9 V şi rezistenńa internă r = Ω alimentează circuitul a cărui schemă este reprezentată în figura alăturată. RezistenŃa echivalentă a circuitului exterior bateriei este R = 9Ω iar rezistenńele electrice ale rezistoarelor sunt R = 5Ω şi R 3 = 5Ω. DeterminaŃi: a. intensitatea curentului prin baterie; 6 b. lungimea firului de crom-nichel (ρ =, 0 Ω m) din care este confecńionat rezistorul cu rezistenńa R, ştiind că aria secńiunii transversale a firului este S =, mm ; c. valoarea R a rezistenńei electrice a rezistorului ; d. intensitatea curentului electric prin baterie, dacă la bornele acesteia se conectează un rezistor de rezistenńă electrică neglijabilă. Două becuri care funcńionează normal la tensiunea U n = 6 V au puterile = 6 W = 9 W Becurile se conectează în paralel. Apoi, în serie cu gruparea celor două becuri, se conectează un reostat. Circuitul astfel format este alimentat de la o baterie. Bateria este formată din n = 5 surse legate în serie. O sursă are tensiunea electromotoare E 0 şi rezistenńa internă r 0 = 0,9 Ω. Se constată că becurile funcńionează normal dacă rezistenńa reostatului este fixată la valoarea R x =, Ω. DeterminaŃi: a. energia totală consumată de cele două becuri timp de două ore; b. tensiunea la bornele bateriei; c. tensiunea electromotoare E 0 a unei surse; d. randamentul transferului de energie de la baterie către circuitul exterior, în condińiile date. Olt C. N. RADU GRECEANU Proba_E_d_subiecte Proba E - d): Probă scrisă la Fizică 3 C. Producerea şi utilizarea curentului continuu e 35

36 EXAMENUL DE BACALAUREAT 00 Proba scrisă la Fizică Proba E - d): Filiera teoretică profilul real, Filiera tehnologică profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecńia mediului, Filiera vocańională profilul militar Se acordă 0 puncte din oficiu. D. OPTICĂ Varianta 34 Se consideră constanta Planck h = 6,6 0 J s. I. Pentru itemii -5 scrieńi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect.. Indicele de refracńie absolut al unui mediu este: a. egal cu indicele de refracńie relativ al vidului în raport cu cel al mediului b. egal cu raportul dintre viteza luminii în acel mediu şi viteza luminii în vid c. o mărime fizică subunitară d. egal cu indicele de refracńie relativ al mediului fańă de vid. Franjele de interferenńă obńinute prin interferenńa luminii pe o pană optică: a. sunt localizate la infinit b. sunt localizate într-un plan aflat în vecinătatea suprafeńei penei optice c. sunt nelocalizate d. sunt localizate într-un plan perpendicular pe suprafańa penei optice 3. Două oglinzi plane se intersectează sub un unghi diedru egal cu 90. Numărul de imagini distincte formate de acest sistem pentru un obiect luminos este: a. b. c. 3 d. 4 Olt C. N. RADU GRECEANU - 4. Două lentile subńiri identice formează un sistem optic alipit cu convergenńa C s = 4m. DistanŃa focală a uneia dintre lentile este: a. 00 cm b. 50 cm c. 5 cm d. 0 cm 5. O rază de lumină intră sub unghiul de incidenńă i = 45 din aer ( n ) într-un bloc de sticlă, urmând drumul trasat în figura alăturată. Unghiul de refracńie este r = 30. Valoarea indicelui de refracńie al sticlei este aproximativ: a. n =, 65 b. n =, 50 c. n =, 4 d. n =, 5 Pentru studiul experimental al formării imaginilor prin lentilele subńiri se foloseşte un banc optic pe care sunt montate: un obiect, o lentilă subńire şi un ecran. În timpul experienńei se modifică distanńa dintre obiect şi lentilă. Pentru fiecare pozińie a obiectului, se deplasează ecranul astfel încât să se obńină o imagine clară şi se măsoară dimensiunea imaginii. Datele experimentale culese sunt prezentate în tabelul de mai jos ( d = x reprezintă distanńa obiect-lentilă iar h = y reprezintă înălńimea imaginii). PoziŃia d (cm) h (mm) a. Folosind prima formulă fundamentală a lentilelor subńiri, stabilińi A 4 0 dependenńa distanńei imagine-lentilă de distanńa d dintre obiect şi lentilă, B 8 0 pentru o lentilă cu distanńa focală f. b. RealizaŃi un desen în care să evidenńiańi construcńia imaginii printr-o lentilă convergentă. VeŃi considera un obiect aşezat perpendicular pe axa optică principală, distanńa obiect-lentilă fiind egală cu triplul distanńei focale. C D c. Folosind datele experimentale culese, calculańi raportul dintre mărirea liniară transversală corespunzătoare unei distanńe obiect-lentilă d D = 5 cm şi cea corespunzătoare distanńei obiect-lentilă d A = 4 cm. d. Folosind rezultatele experimentale, determinańi mărirea liniară transversală corespunzătoare unei distanńe obiect-lentilă d D= 5 cm. Catodul unui dispozitiv experimental pentru studiul efectului fotoelectric extern este confecńionat dintr-un 9 metal având lucrul mecanic de extracńie L = 3, 3 0 J. Catodul se expune unei radiańii electromagnetice cu 5 frecvenńa ν = 0, 0 Hz, iar ulterior unei radiańii cu frecvenńa ν sub acńiunea căreia energia cinetică maximă a electronilor emişi este de n = ori mai mare decât sub acńiunea radiańiei cu frecvenńa ν. a. CalculaŃi frecvenńa de prag a efectului fotoelectric pentru metalul din care este confecńionat catodul; 5 b. CalculaŃi energia unui foton din radiańia cu frecvenńa ν = 0, 0 Hz ; c. ReprezentaŃi grafic, calitativ, dependenńa energiei cinetice maxime a electronilor emişi prin efect fotoelectric extern, de frecvenńa radiańiei incidente; d. CalculaŃi valoarea frecvenńei ν. Olt C. N. RADU GRECEANU Proba_E_d_subiecte Proba E - d): Probă scrisă la Fizică 4 D. Optică aer 36

37 Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar EXAMENUL DE BACALAUREAT - 00 Proba scrisă la Fizică MODEL Proba E-d): Filiera teoretică profilul real, Filiera tehnologică profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecţia mediului, Filiera vocaţională profilul militar Se acordă 0 puncte din oficiu. A. MECANICĂ Se consideră acceleraţia gravitaţională g = 0m/s. I. Pentru itemii -5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect.. Conform legii lui Hooke, alungirea unui fir elastic este direct proporţională cu: a. modulul de elasticitate longitudinală b. constanta elastică c. forţa deformatoare d. aria secţiunii transversale.. Relaţia corectă între forţa de acţiune şi forţa de reacţiune care se manifestă la interacţiunea dintre două corpuri este: r r a. F AB = FBA b. F AB = FBA c. F AB F BA = 0 d. FAB = FBA. 3. Pentru ridicarea unui corp la o înălţime h = m motorul unei macarale efectuează un lucru mecanic L = 00 kj în intervalul de timp t = 4 s. Puterea medie a motorului macaralei în acest interval de timp este: a. P = 5 kw b. P = 50 kw c. P = 00 kw d. P = 400 kw 4. Mărimea fizică a cărei unitate de măsură în S.I. poate fi pusă sub forma J este: m kg a. acceleraţia b. puterea mecanică c. forţa d. viteza 5. În graficul alăturat este reprezentată dependenţa de timp a acceleraţiei unui corp care pleacă din repaus, în cursul mişcării sale rectilinii. Valoarea maximă a vitezei este atinsă de corp la momentul: a. 4 s b. s c. s d. 0 II. Rezolvaţi următoarea problemă: Doi oameni împing o maşină cu masa M =,5 t pe un drum orizontal, un interval de timp t = 4 s. Cei doi oameni acţionează unul lângă altul, practic în acelaşi punct, cu forţele orizontale şi paralele F 400N şi respectiv F = 500N. Dependenţa de timp a vitezei maşinii pe durata acestei operaţiuni este redată în graficul alăturat. a. Determinaţi acceleraţia maşinii. b. Reprezentaţi forţele care acţionează asupra maşinii şi determinaţi valoarea rezultantei forţelor de rezistenţă care acţionează asupra maşinii. Se va presupune că rezultanta forţelor de rezistenţă este constantă. c. Determinaţi distanţa parcursă de maşină în intervalul de timp t = 4 s. d. Considerând că rezultanta forţelor de rezistenţă care acţionează asupra maşinii este constantă şi are valoarea F r = 450N, determinaţi intervalul de timp scurs din momentul încetării acţiunii celor doi oameni, până la oprirea maşinii. III. Rezolvaţi următoarea problemă: Porţiunea finală a traiectoriei parcurse într-un montagne russe dintr-un parc de distracţii poate fi modelată o astfel: un plan înclinat de unghi α = 30 faţă de orizontală şi lungime l = 6 m care se continuă cu o porţiune orizontală de lungime d = m (ca în figura alăturată). Vehiculul, de masă m = 00 kg, începe să coboare pe planul înclinat cu viteza iniţială v 0 = m/s. Pe planul înclinat mişcarea are loc fără frecare. Trecerea pe porţiunea orizontală se face lin, fără modificarea modulului vitezei. Pe porţiunea orizontală coeficientul de frecare are valoarea µ = 0, 5. După ce vehiculul parcurge distanţa d, loveşte un resort, iniţial nedeformat, de constantă de elasticitate k = 0 kn/m pe care îl comprimă şi se opreşte. Determinaţi: a. energia mecanică totală a vehiculului atunci când se afla în vârful planului înclinat (se consideră energia potenţială gravitaţională nulă la baza planului înclinat); b. viteza vehiculului la baza planului înclinat; c. lucrul mecanic efectuat de forţa de frecare pe porţiunea orizontală; d. comprimarea maximă a resortului, neglijând frecarea pe timpul comprimării. Proba E-d): Probă scrisă la Fizică 5 A. Mecanică = 37

38 38 Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar EXAMENUL DE BACALAUREAT - 00 Proba scrisă la Fizică MODEL Proba E-d): Filiera teoretică profilul real, Filiera tehnologică profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecţia mediului, Filiera vocaţională profilul militar Se acordă 0 puncte din oficiu. B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ J 8,3 mol Se consideră: numărul lui Avogadro N A = 6,0 0 3 mol, constanta gazelor ideale R =. Între parametrii K de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relaţia: p V = νrt. I. Pentru itemii -5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect.. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manuale, unitatea de măsură a mărimii fizice exprimate ρrt prin raportul este: µ a. K b. J c. Pa d. J/K. Lucrul mecanic schimbat de o masă de gaz ideal cu mediul exterior are cea mai mare valoare în transformarea: a. b. 3 c. 3 4 d Dintre următoarele procese termodinamice suferite de un gaz ideal, cel în care energia internă creşte este: a. destinderea adiabatică b. destinderea la presiune constantă c. comprimarea la presiune constantă d. comprimarea la temperatură constantă. 4. Un gaz ideal se destinde după legea p V = const. În timpul procesului temperatura gazului: a. scade b. creşte c. rămâne constantă d. creşte apoi scade 5. În timpul fiecărui ciclu, un motor termic absoarbe căldura Q = 400 J de la sursa caldă şi cedează căldura Q = 300 J sursei reci. Lucrul mecanic efectuat de substanţa de lucru într-un ciclu este: ced a. 00 J b. 300 J c. 400 J d. 700 J II. Rezolvaţi următoarea problemă: Un sistem termodinamic evoluează după procesul ciclic 34 reprezentat în coordonate V-T ca în figura alăturată. Substanţa de lucru este υ = mol de abs 3 gaz ideal monoatomic ( C V = R ), temperatura stării fiind 300 K T =. Se cunoaşte ln = 0,693. a. Reprezentaţi grafic procesul ciclic în sistemul de coordonate p-v. b. Calculaţi energia internă a gazului în starea 3. c. Determinaţi valoarea căldurii primite de substanţa de lucru în timpul unui ciclu. d. Calculaţi lucrul mecanic schimbat cu mediul exterior în timpul unui ciclu. III. Rezolvaţi următoarea problemă: 3 O butelie de volum V = 8,3dm conţine m = 8 g de oxigen şi m = g de azot la temperatura t = 7 0 C. Oxigenul şi azotul, considerate gaze ideale, au masele molare µ 3 kg/kmol şi respectiv µ 8 kg/kmol. Butelia rezistă până la o presiune maximă p = max = N/m a. presiunea amestecului de gaze din butelie; b. numărul de molecule de azot din butelie; c. masa molară a amestecului; d. temperatura maximă până la care poate fi încălzită butelia fără să explodeze. =. Determinaţi: Proba E-d): Probă scrisă la Fizică 6 B. Elemente de termodinamică

39 39 Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar EXAMENUL DE BACALAUREAT - 00 Proba scrisă la Fizică MODEL Proba E-d): Filiera teoretică profilul real, Filiera tehnologică profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecţia mediului, Filiera vocaţională profilul militar Se acordă 0 puncte din oficiu. C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU 9 Se consideră sarcina electrică elementară e =,6 0 C I. Pentru itemii -5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect.. Ştiind că simbolurile mărimilor fizice sunt cele folosite în manualele de fizică, precizaţi care dintre următoarele expresii are aceeaşi unitate de măsură ca şi sarcina electrică: I U a. b. t c. I W R d. t R U. La capetele unui conductor metalic de rezistenţă R se aplică o tensiune electrică U. Dacă e este sarcina electrică elementară, atunci numărul de electroni care trec prin secţiunea transversală a conductorului în intervalul de timp t este: Ut etr er Rt a. N = b. N = c. N = d. N = er U Ut Ue 3. Rezistenţa unui conductor liniar, omogen, de lungime l =00 m, cu aria secţiunii transversale de mm, 8 confecţionat din aluminiu ( ρ Al =,75 0 Ω m ), are valoarea: a. 0,75 Ω b.,75 Ω c. 7,5 Ω d. 75 Ω 4. Tensiunea electromotoare a unui generator de curent continuu este numeric egală cu lucrul mecanic consumat pentru deplasarea unităţii de sarcină: a. în întreg circuitul închis b. între bornele generatorului, în circuitul exterior generatorului c. între bornele generatorului, în circuitul interior generatorului d. între oricare două puncte ale circuitului exterior. 5. În graficul din figura alăturată este reprezentată dependenţa rezistenţei electrice a unui rezistor, în funcţie de temperatură. Simbolurile mărimilor fizice fiind cele utilizate în manuale, panta dreptei din figură este egală cu: a. R 0 b. R0 α t c. R 0 α d. α II. Rezolvaţi următoarea problemă: Pentru circuitul electric reprezentat în schema alăturată se cunosc: tensiunea electromotoare a sursei E = 4,5 V, rezistenţele interne ale celor două surse r = r = Ω, rezistenţele celor trei rezistoare R = Ω, R =,5 Ω şi R 3 =,5 Ω. Ampermetrul montat în circuit este real având rezistenţa internă R A = 0,5 Ω. Scala ampermetrului are 00 de diviziuni, iar indicaţia maximă a scalei este de A. Acul ampermetrului s-a oprit în dreptul diviziunii 0. Sensul curentului electric prin rezistorul de rezistenţă R este indicat în figură. Determinaţi: a. intensitatea curentului prin rezistorul de rezistenţă R 3 ; b. rezistenţa echivalentă a circuitului exterior surselor; c. tensiunea electromotoare E a sursei ; d. indicaţia unui voltmetru ideal ( R V ) conectat la bornele sursei. III. Rezolvaţi următoarea problemă: Macheta funcţională a unui autovehicul electric conţine doi consumatori cu valorile parametrilor nominali V, 36 W, respectiv V, 4 W. Cei doi consumatori sunt grupaţi în paralel. Gruparea astfel formată este alimentată de un număr de baterii identice legate în serie, care asigură funcţionarea consumatorilor la parametri nominali. Tensiunea electromotoare a unei baterii este E = 6 V, iar rezistenţa internă r = 0, 4 Ω. Rezistenţa totală a firelor de legătură este = 0, 8 Ω. Calculaţi: R fire a. rezistenţele electrice ale celor doi consumatori în regim normal de funcţionare; b. energia consumată de cei doi consumatori într-un minut de funcţionare; c. numărul de baterii necesare pentru funcţionarea normală a consumatorilor; d. randamentul transferului de putere de la baterii spre gruparea celor doi consumatori. Proba E-d): Probă scrisă la Fizică 7 C. Producerea şi utilizarea curentului continuu

40 Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Inovării Centrul Naţional pentru Curriculum şi Evaluare în Învăţământul Preuniversitar EXAMENUL DE BACALAUREAT - 00 Proba scrisă la Fizică MODEL Proba E-d): Filiera teoretică profilul real, Filiera tehnologică profilul tehnic şi profilul resurse naturale şi protecţia mediului, Filiera vocaţională profilul militar Se acordă 0 puncte din oficiu. D. OPTICĂ Se consideră: viteza luminii în vid 9 8 c = 3 0 m/s, constanta Planck h = 6,6 0 J s, sarcina electrică elementară e =,6 0 C, masa electronului m e = 9, 0 kg. I. Pentru itemii -5 scrieţi pe foaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului considerat corect.. O rază de lumină cade pe suprafaţa de separaţie dintre două medii de indici de refracţie diferiţi, n şi respectiv n, lumina trecând din mediul în mediul. Unghiul de incidenţă este egal cu unghiul de refracţie dacă: 0 0 a. n > n b. i = 0 c. n < n d. i = 90. Prin studiul experimental al efectului fotoelectric extern, s-a constatat că intensitatea curentului fotoelectric de saturaţie este: a. direct proporţională cu frecvenţa radiaţiilor incidente, când fluxul lor este constant b. invers proporţională cu frecvenţa radiaţiilor incidente, când fluxul lor este constant c. direct proporţională cu fluxul radiaţiilor incidente, când frecvenţa lor este constantă d. invers proporţională cu fluxul radiaţiilor incidente, când frecvenţa lor este constantă. 3. Două lentile subţiri, identice, au fiecare convergenţa C = 5δ. Ele sunt dispuse coaxial astfel că un fascicul de lumină paralel cu axa optică principală, incident pe una dintre lentile, părăseşte a doua lentilă tot ca fascicul paralel cu axa optică principală. Distanţa dintre lentile este: a. 40 cm b. 0 cm c. 0 cm d. 5 cm 4. O oglindă plană de mici dimensiuni este fixată pe un perete al camerei, la înălţimea h = 60 cm de podea. Înălţimea faţă de podea la care se află o sursă de lumină, pe peretele opus celui cu oglinda, astfel încât la mijlocul podelei să se formeze o pată luminoasă este: a., 8m b., 5m c. m d. 0, 6m 5. O lentilă biconvexă aflată în aer formează imaginea reală a unui obiect aşezat perpendicular pe axa optică principală. Dimensiunea imaginii este mai mare decât dimensiunea obiectului în cazul în care coordonata obiectului, x, îndeplineşte condiţia: a. 3f > x > f b. x = f c. f < x f d. f < x 0 II. Rezolvaţi următoarea problemă: O lentilă subţire cu distanţa focală f = 5 cm formează pe un ecran imaginea unui obiect liniar aflat la distanţa de 75 cm în faţa ei. Obiectul este aşezat perpendicular pe axa optică principală. a. Determinaţi distanţa dintre obiect şi ecran. b. Realizaţi un desen în care să evidenţiaţi construcţia imaginii prin lentilă, pentru obiectul considerat, în situaţia descrisă de problemă. c. De prima lentilă se alipeşte o a doua, cu convergenţa C = δ. Calculaţi distanţa la care trebuie aşezat obiectul faţă de sistemul de lentile astfel încât pe ecranul aşezat într-o poziţie convenabilă să se observe o imagine clară de două ori mai mare ca obiectul. d. Calculaţi convergenţa primei lentilei la introducerea acesteia în apă ( n lentilă =, 5, n = 4 / 3 ). III. Rezolvaţi următoarea problemă: Pentru studiul experimental al efectului fotoelectric extern se dispune de o celulă fotoelectrică al cărei catod este realizat dintr-un metal oarecare. Se măsoară experimental diferenţa de potenţial care anulează intensitatea curentului fotoelectric în funcţie de frecvenţa υ a radiaţiei monocromatice trimise asupra catodului celulei fotoelectrice, obţinându-se valorile din tabelul alăturat. a. Stabiliţi dependenţa teoretică a tensiunii de stopare Us de U s = f υ. frecvenţa υ a radiaţiei monocromatice incidente, ( ) Folosind rezultatele experimentale trasaţi graficul U s = f ( υ). b. Determinaţi lucrul mecanic de extracţie a fotoelectronilor din metal. c. Calculaţi lungimea de undă maximă a radiaţiei monocromatice sub acţiunea căreia catodul celulei fotoelectrice poate să mai emită electroni. d. Determinaţi viteza maximă a fotoelectonilor emişi dacă pe suprafaţa catodului cad radiaţii electromagnetice cu lungimea de undă λ = 4 nm. Proba E-d): Probă scrisă la Fizică 8 D. Optică < 3 < 34 apă υ (0 4 Hz) 9, 0,4,6,8 4,0 5,5 U s (V) 0 0,50,00,50,00,60 40

41 4

42 4

43 43

44 44

45 45

46 46

47 47

48 48

49 49

50 50

51 5