Simularea examenului de bacalaureat 2013Proba E. d) Fizici

Filiera teoreticd - profilul real, Filiera vocafionali - profilul militarSunt obligatorii _toate subiectele din doui arii tematice dintre cele patru prevdzu-te de programS, adic6: A. |\/ECANICA B. ELEIVENTE DE

TERI/IOD|NAM|CA, C. pnOOUCe REA $l UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU D. OPTICA

Se acordd 10 puncte din oficiu.

Timpul de lucru efectiv este de 3 ore

A. MECANICASe considerd acceleralia gravitationalS g = t}m/s2.

A. SUBIECTUL I (15 punctel

Pentru itemii 1-5 scrieli pe foaia de rispuns litera corespunzitoare rispunsului considerat corect.1. Sub acliunea unei forle rezultante F, un corp de masi m capdtd o acceleralie o. O for15 triplS care aclioneazd

asupra unui corp cu masa de doud ori mai mare va imprima o acceleralie:

a.3a/2 b.2o/3 c.o d.2a (3p)

2. Asupra unui corp de masS m, aflal inilial in repaus pe o masS orizontald, aclioneazd o forli orizontalS F.

Coeficientulde frecare la alunecare este p. Viteza corpului dupd parcurgerea distanlei d are expresia:

2m(F - pmq)

-

o.d

(3p)

3. Dacd se neglijeazi forlele de rezisten!5, puterea medie dezvoltati de motorul unui automobil cu masa m = 800 kg,

aflat inilialin repaus, pentru a atinge viteza de 54 km/h in tr-un interval de timp egal cu 15 s, este:

E G + ttmsld."l-Vm

a.5 kW b. L2,4kW c.25,9 kW

4. Simbolurile mirimilor fizice gi ale unitdlilor de mdsurd fiindmdsurd a mdrimii fizice mvzf r esle:a.N b. m/s2 c. m/s

(3p)

manualele de fizicS, unitatea de

(3p)

aceeagi direclie. Dupd

d.38,8 kWcele utilizate in

d.J5. Un corp cu masa de 0,4 kg 9i viteza de 5 m/s lovegte un alt corp care se migcd spre el pe

ciocnire corpurile se opresc. lmpulsul celui de-aldoilea corp a fost:a. 2 N.s b. -2 N.s c. -1 N.s d. 1 N.s (3p)

A. SUBIECTUL ll (15 puncte)

Rezolvali urmdtoarea problemi:Pe o suprafa!5 orizontalS se aflS un corp A de masd rn1, legat prin fire inextensibile 9i

de masd neglijabili de corpurile B 9i C. Firele sunt trecute peste scripeli ideali (fdrd

frecare gi lipsili de iner-tie) ca in figura alSturatd. Masa corpului B este m2iar a corpuluiC este m3. Lisat liber, sistemulse deplaseazS accelerat (corpul C urcd). Coeficientul de

frecare intre copul A gi suprafala orizontalS este p. Fa. Reprezentali toate forlele care aclioneazd asupra corpurilor A, B gi C.

b. Deduceli expresia acceleraliei sistemuluiin funclie de mt, fttz, rns, g, 11.

c.Calculali valoareafortei detensiunedinfirul celeagdcorpurileA;i Bincazulin cdt:tnl=1k9, ffiz=5kg,m3=2kg;i P = 0,2.

d. Conside16nd valorile numerice de mai sus, calculali cea mai micd valoare pe care o poate avea masa unui corp

suplimentar care atagat corpului C determini migcarea sistemului cu vitezi constantS.

A. SUBIECTUL lll (15 puncte)

Rezotvali urmitoarea problemd:

Un corp, lansat in sus de-a lungul suprafelei unui plan inclinat cu unghiul cc=4" (tga=O,25 ) fa15 de orizontalS, are

in momentul lansdrii energia cineticd Fco = 500 J. Dupd ce parcurge o anumitd distanl6 pe planulinclinat, corpul se

opregte gi apoi revine la baza planului. Coeficientul de frecare la alunecare dintre corp 9i suprafala planului este

H = O,t5. Consider6nd ci energia potenlial5 gravitalionald a sistemului corp-Pim6nt este nuld in punctul din care

este lansat corpul, determina!i:a. lucrul mecanic efectuat de greutatea corpului de la lansarea corpului p6nd la revenirea acestuia in locul de

la nsa re;

b. energia potenlialS gravitalionalS a sistemului corp-Pdm6ntin momentul opririi corpului pe planulinclinat;c. lucrul mecanic efectuat de forla de frecare la alunecare intre momentul lansdrii 9i momentul opririi corpului pe

planulinclinat, dacS energia potenliald maximd a sistemului corp-Pdm6nt este Epr"" = 312,5 J;

d. energia cineticd pe care o are corpulin momentul revenirii sale in pozilia din care a fost lansat.

m

Simularea examenului de bacalaureat 2013Proba E. d) Fizici

Filiera teoreticd - profilul real, Filiera vocalionali - profilul militarSunt obligatorii toate subiectele din doui arii tematice dintre cele patru prevdzute de programd, adic5: A. MECANICA, B ELE[/ENTE DE

TERN4ODINAMtCA, C. pROOUCeREA 9t UTILIZAREA CURENTULUI C0NTINUU, D. OPTICA

Se acordd 10 puncte din oficiu.

Timpul de lucru efectiv este de 3 ore

B. ELEMENTE DE TERMODINAMICA

SeconsiderS: numdrul luiAvogadro NA:6,02. 1O23mol-l ,constantagazelorideale R = 8,31# K

B. SUBIECTUL I (15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieli pe foaia de rdspuns litera corespunzitoare rispunsului considerat corect.1. Raportul dintre lucrul mecanic efectuat de un motor termic 9i cdldura primitd de la sursa cald5, pe durata unuiciclu complet, este egal cu 0,25. Motorul cedeazd sursei reci cdldura lQcl = 360 J. Cdldura primitd de la sursa caldd

este:

a. 288 J b. 450 J c. 480 J d.1440 J (3p)

2. Pentru o masi de gaz ideal, raportuldintre presiunea gi densitatea gazului rdm6ne constantintr-o transformare:a. izocori b. izobard c. adiabatici d. izotermd (3p)

3. Doud corpuri identice av6nd temperaturi diferite sunt puse in contact termic. Relalia dintre temperaturile inilialeale celor doud corpuri este Iz = 3fr. Sistemul este izolat adiabatic de mediul exterior. Temperatura finalS f a

sistemului dupd stabilirea echilibrului termic are expresia:

a. T =Tr d. T:4Tt4. Simbolurile mdrimilor fizice 9i ale unitSlilor de misuri fiind cele utilizate in manualele de fizicS,

mdsuri a mdrimii fizice egalS cu raportul dintre cildura molard 9i cildura specificS, in S.l. este:

J

kmol.K

a.20%

B. SUBIECTUL II

b. T =2Tt

b.Jke'K

c. T:3Tr

.. ot

mol

(3p)

unitatea de

(3p)d. mol

5. Randamentul unui ciclu Carnot este egal cu 40%. Dacd temperatura sursei calde se mdregte cu5O% gi temperaturasursei reci se micgoreazd cu 50Yo, randamentul ciclului devine egal cu:

b. s0% c.80% d.90%

Rezolvafi urmitoarea problemS:Un cilindru orizontal de lungime L=1,5 m, inchis la ambele capete, esteimpdrlitin doui p5r!i egale printr-un piston

mobil, termoizolant, de grosime neglijabild, care se poate deplasa fdrd frecdri. in cele doud compartimente se aflS

mase egale de azot (ttt =28 g/mol) gi respectiv oxigen (lz =32 g/mol). Gazele din cele doud compartimente se

consideri ideale. Determinali:a. masa unei molecule de azoU

b. raportul temperaturilor 11 gi 12 ale gazelor din cele douS compartimente, dacd pistonul este in echilibru mecanic la

mijlocul cilindrului;c. distanla pe care se deplaseazi pistonul 9i sensul deplasdrii lui dacd gazul din al doilea compartiment este adus, la

temperatura 11, iar temperatura in primul compartiment rdm6ne neschimbati;d. masa molari a amesteculuiformat din cele doui gaze, dacd se indepdrteazd pistonul.

B. SUBIECTUL lll (15 puncte)

Rezolvali urmitoarea problemS:Doui motoare termice funclioneazi cu aceeagi cantitate de gaz ideal monoatomic (y =

5/3), dupd ciclurile A (I-2-3-4-t), respectiv B (3-5-6.7-3), reprezentate in figura alSturatS.

a. Reprezentali grafic cele doud procese ciclice in acelagi sistem de coordonate V-T.

b. Calculali raportul energiilor interne ale gazului U5f Uy.

c. Determinali raportul lucrurilor mecanice totale, Ln/La , schimbate de gazul

mediulexteriorin cele doud procese ciclice.

d. determinali raportul randamentelor celor doud cicluri, 4a/4a.

(3p)

(15 punctel

P

{p

4,

ideal cu

F

-

a,' 3In

Simularea examenului de bacalaureat 2013Proba E. d) Fizici

Filiera teoretici - profilul real, Filiera vocafionali - profilul militarSunt obligatorii ,toate subiectele din doui arii tematice dintre cele patru previzu,te de programi, adicd: A. MECANICA, B. ELEIMENTE DE

TERTVIODtNAMtCA, C. pnOOUCTREA 9l UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. oPTICASe acordd 1 0 puncte din oflciu.

Timpul de lucru efectiv este de 3 ore

C. PRODUCEREA SI UTILIZAREA CURENTUTUI CONTINUU

C. SUBIECTUL I (15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieli pe foaia de rispuns litera corespunzdtoare rSspunsului considerat corect.1. Se considerd 32 generatoare identice, fiecare av6nd t.e.m. E9i rezistenla internd r. Se formeazi 4 grupiri serie de

c6te 8 generatoare fiecare. Cele patru grupiri se leagd apoi in paralel. Generatorul echivalent cu gruparea mixtdastfel oblinutd are t.e.m. si rezistenta interni:a.8E;2r b. 4E;0,5r c.8E;0,5r d. 4E;2r2. Randamentul unui circuit electric simplu NU poate fi exprimat cu ajutorul relaliei:

(3p)

(3p)U

a. n=-L

Rb- n=-' R+r

IRc. 11 =-' E-tr

d. n =rt!,E

(3p)

3. Micgordnd de doud ori diametrul unui fir metalic, rezistenla electricd rim6ne aceeagi daci lungimea firului:a. cregte de doui ori b. scade de dou5 ori c. cregte de patru ori d. scade de patru ori (3p)

4. Notaliile fiind cele utilizate in manualele de fizicd, unitatea de misuri in S.l. a mdrimii fizice avSnd expresia .ffieste:

a.J b.A c.V d.o (3p)

5. lntensitatea curentului electric printr-un conductor metalic variazd in timp ca in figura

alituratS. in intervalul de timp te (2s;6s) , prin secliunea transversalS a conductorului trec

electroni de conduclie care transportd o sarcind electrici egald cu:

a.2 mC

c. suBtEcTUt il

b.4 mC c.6 mC d.8 mC

4n.)

I

o

{15 ounctelRezolvali urmitoarea problemi:Se consideri montajul electric din figura aldturatd in care tensiuneaelectricd U poate fi modificatS. Rezistenla electrici montatd in circuit are

valoarea R = 6 O, bateria este idealS av6nd tensiunea electromotoare E

constanti 9i rezistenla internd nuld. Pentru o valoare a tensiunii U egalS

cu Ur= 3 V, intensitatea curentului electric prin rezistenla R este egalS

cu zero, iar intensitatea curentului electric prin bec este /1 = 0,55 A.

Determina!i:a. intensitatea curentului electric prin bateriein situalia in care U = Urb. tensiunea electromotoare E a bateriei;c. rezistenla electricd a becului;d. valoarea tensiunii electrice U pentru care intensitatea curentului electric

+

prin baterie este nu15.

C. SUBIECTUL III

Rezolvali urmdtoarea problemi:in circuitul din figura alSturatd se cunosc valorile rezistenlelor electrice R1 = 2,5 O 9i

Rz=7,5 O, iar rezistenla internd a ampermetrului este Rq = 1O. Ampermetrul indicdun curent lr= 1 A c6nd comutatorul K este deschis, respectiv lz= O,8 A c6nd K esteinchis. Determina!i:a. valoarea rezistenlei R, gtiind cd in cazul in care K este deschis energia consumatide acesta in timp de 10 minute are valoarea 1,5 Wh;b. rezistenla echivalentd a circuitului conectat intre bornele a 9i b, dacd R = 9 O $i

comutatorul K este deschis;

c. puterea disipatd in rezistorul R1 in cazulin care comutatorul este inchis si R = 9 O;

d. raportul dintre puterea disipatd pe rezistenla ampermetrului gi puterea disipatdpe circuitul exterior sursei daci R = 9 O gi comutatorul K este inchis.

Simularea examenului de bacalaureat 2013Proba E. d) Fizici

Filiera teoretici - profilul real, Filiera vocafionali - profilul militarSunt obligatorii _toate subiectele din doui arii tematice dintre cele patru prevdzule de programd, adicd: A. MECANICA, B. ELEMENTE DE

TERMoD|NAM|CA, C. pnOOUCTREA $l UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICA

Se acordd 1 0 puncte din oficiu.

Timpul de lucru efectiv este de 3 ore

D. OPTICASeconsiderS: vitezaluminii invid c=3'108m/s,constantaPlanck h=6,6.1,0-3aJ.s.

D. SUBIECTUL I (15 puncte)

Pentru itemii 1-5 scrieli pe foaia de rispuns litera corespunzitoare rispunsului considerat corect.L. O razd de lumind venind din aer (flo",21 ) cade sub un unghi de incidenli de 45'pe suprafala unui mediu optic

av6nd indicele de refraclie n=Jr. Unghiuldintre direc!ia razei refractate gidireclia razeiincidente este:a.0' b. 15" c. 30' d.4s" (3p)

un dispozitiv de tip Youg, diferenla de drum2. Pentru a obline intr-un anumit punct un minim de interferenld la

optic dintre undele care interferd in acel puct trebuie sd fie egalS cu:

a. un multiplu par al semilungimii de unddc. un multiplu impar al lungimii de undd

b. un multiplu impar al semilungimii de undid. un multiplu par al lungimii de undi (3p)

3. Un om prive;te o piatri aflatd pe fundul unui bazin de ad6ncime h =5 m, sub un unghi de incidenti mai mic de 5'.Daciindicelederefraclieaapei este n=4/3, piatraparemai ridicatdfalddefundul bazinului cu:

a.0,25 cm b.0,5 m c. 1m d. l-,25 m (3p)

a mdrimii fizice exprimatd prin4. Notaliile fiind cele utilizate in manualele de fizicS, unitatea de mdsuri in S.l.

produsuldintre lungimea de undd a luminii gi frecvenla acesteia,7,v, este:a.m b. m.s c. m.s-' d. m-1's (3p)

1/F5. Graficul din figura aliturati redi dependenla inversului miririi liniare a unei imaginiformate de o lentilS sublire pentru un obiect liniar situat perpendicular pe axa opticdprincipalS a acesteia de distanla dintre obiect 9i lentild. Lentila are distanla focalS egald

cu:a.-4cm b.4 cm c. -2 cm d.2cm

(3p)

D. SUBIECTUL ll (15 puncte)

Rezolvali urmdtoarea problemd:Pentru a determina distanla focald a unei lentile subliri plan-concave (11) se folosegte o lenti16 sublire biconvexd (12).

Razele de curburd ale lentilei biconvexe sunt lR1 l= lR, I = 25 cm. Cele douS lentile sunt confeclionate din acelagi

material. Se plaseazi lentila L2 intre un tub luminos perpendicular pe axa optic; principalS a lentilei gi un ecran. Se

deplaseazd tubul gi ecranul p6nd c6nd distanla dintre ele devine egald cu 112,5 cm, iar mdrimea imaginii este dubldfa!5 de cea a tubului. La fel se procedeazi gi in cazul sistemului format din lentilele L1 gi L2 alipite. in acest caz,

distanla dintre tub 9i ecran pentru care imaginea este dubld fa15 de mdrimea tubului este egalS cu 225 cm.

Determina!i:a. convergenla lentilei biconvexe (12);

b. distanla focald a lentileidivergente (11)dacd distanla focalS a lentileibiconvexe este/2 =25 cm;c. indicele de refraclie a materialului din care sunt confeclionate lentilele;d. distanla dintre tub 9i ecran pentru care mdrimea imaginii este egalS cu mdrimea tubului, in cazul sistemuluiformat din lentilele L1 9i L2 alipite, dacd distanla focald a acestuia este/= 50 cm.

D. SUBIECTUL lll (15 puncte)

Rezolvali urmAtoarea problemd:

Atunci c6nd fluxul luminos care cade pe fotocatodul unui tub pentru studierea efectului fotoelectric extern este (D1,

intensitatea curentului fotoelectric de saturalie este /1. Metalul din care este confeclionat fotocatodul are o lungime

de undd de prag A = 650 nm.

a. Determina!i, in funclie de /1, expresia fotocurentului in situalia in care fluxul luminos se dubleazd Si toate celelaltecondilii a le experimentu lui rd m6n neschimbate.b. Calculali frecvenla de prag a efectuluifotoelectric pentru materialulfotocatodului.c. Calculali lucrul de extraclie al materialului fotocatodului.d. Determinali energia cineticd maximi a fotoelectronilor emigi, dacd lungimea de undi a radialiei cu ca're

fotocatodul este iluminat €St€ 4 = 8/9 din lungimea de undS a radialiei ,,de prag".