Ministerul Educatiei, Cercetarii, Tineretului si Sportului

Centrul National de Evaluare si Examinare

Examenul de bacalaureat national 2013

Proba E. d)

Fizica

Filiera teoretica – profilul real, Filiera vocationala – profilul militar

Sunt obligatorii toate subiectele din doua arii tematice dintre cele patru prevazute de programa, adica: A. MECANICA, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICA, C. PRODUCEREA SI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICA

Se acorda 10 puncte din oficiu.

Timpul de lucru efectiv este de 3 ore.

Se considera acceleratia gravitationala g  10m/s2 .

I. Pentru itemii 1-5 scrieti pe foaia de raspuns litera corespunzatoare raspunsului corect. (15 puncte) 1. Unitatea de masura în S.I. a puterii mecanice poate fi scrisa sub forma:

2. Daca scuturam sau batem un covor, praful este îndepartat:

a.deoarece praful are densitate mai mica decât covorul

b.deoarece covorul este atârnat, iar praful are greutate

c.datorita existentei presiunii atmosferice

rezistenta la înaintare, atunci lucrul mecanic efectuat de motorul autoturismului în

greutatii corpului C, sistemul se deplaseaza cu viteza constanta. Corpul A ramâne în repaus fata de corpul B. Firul care leaga corpurile B si C are masa neglijabila si este inextensibil. Se considera ca scripetele S este lipsit de frecare si are masa neglijabila.

a.Reprezentati toate fortele care actioneaza asupra fiecaruia dintre corpurile A, B si C în timpul miscarii.

b.Determina i coeficientul de frecare la alunecare dintre corpul B i planul orizontal.

c.Corpul A este luat de pe corpul B i legat de corpul C. Calcula i accelera ia sistemului nou format.

d.Determina i valoarea for ei de apasare pe scripetele S în condi iile punctului c.

III. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)

În vârful unui plan înclinat cu unghiul   30 fata de orizontala si având lungimea  0,8m , se afla în repaus un corp cu masa m1  0,3 kg . Corpul coboara liber, cu frecare, si îsi continua miscarea pe un plan orizontal. Trecerea pe planul orizontal se face lin, fara modificarea modulului vitezei, iar dupa parcurgerea distantei x1 corpul de masa m1 loveste un corp de masa m2  0,6 kg aflat în repaus. Dupa impact, cele doua corpuri se cupleaza si îsi continua miscarea împreuna, parcurgând pâna la oprire distanta x2 18 cm . Pe planul orizontal miscarea are loc cu frecare, coeficientul de frecare între corpuri si suprafata orizontala fiind μ2  0,1. Energia potentiala gravitationala se considera nula la baza planului înclinat. Stiind ca valoarea coeficientului de frecare la

a.energia mecanica a corpului de masa m1 aflat în vârful planului înclinat;

b.durata miscarii corpului de masa m1 pe planul înclinat;

c.valoarea vitezei, imediat dupa impact, a corpului format;

d.valoarea distantei x1 .

Ministerul Educatiei, Cercetarii, Tineretului si Sportului

Centrul National de Evaluare si Examinare

Examenul de bacalaureat national 2013

Proba E. d)

Fizica

Filiera teoretica – profilul real, Filiera vocationala – profilul militar

Sunt obligatorii toate subiectele din doua arii tematice dintre cele patru prevazute de programa, adica: A. MECANICA, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICA, C. PRODUCEREA SI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICA

Se acorda 10 puncte din oficiu.

Timpul de lucru efectiv este de 3 ore.

a.energia interna a gazului scade

b.gazul absoarbe caldura

c.gazul primeste lucru mecanic

3. Unitatea de masura a raportului dintre caldura primita de un corp si caldura specifica a materialului din care este alcatuit, Q / c , este:

a. J  kg 1 K1 b. kg 1 K1 c. kg K d. molK (3p)

4. O cantitate data de gaz ideal este supusa unui proces termodinamic în care dependenta densitatii de temperatura absoluta este reprezentata în figura alaturata. Relatia corecta dintre volumul gazului si temperatura absoluta este:

a. V T  constant

5. O cantitate data de gaz ideal diatomic îsi mareste volumul în cursul unei transformari în care caldura

blocat, iar gazul este încalzit pâna în starea 2 în care temperatura sa este T2  600K . Se deblocheaza

pistonul, iar gazul se destinde izoterm pâna în starea 3 în care presiunea atinge valoarea initiala. Cunoscând ca ln2  0,7 , determinati:

a.numarul de molecule de gaz din cilindru;

b.densitatea gazului în starea 2;

c.lucrul mecanic efectuat de gaz în transformarea 2-3;

d.variatia energiei interne a gazului în transformarea 1-2-3.

III. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)

Un motor termic foloseste ca fluid de lucru un mol de gaz ideal diatomic. Procesul ciclic de functionare a motorului este reprezentat în coordonate V-T în figura alaturata. Temperatura în starea 1 este T1  300K .

a.Reprezentati procesul ciclic în coordonate p V .

b.Determinati lucrul mecanic total schimbat de gaz cu mediul exterior în timpul unui ciclu.

c.Calculati randamentul motorului termic.

d.Calculati randamentul unui ciclu Carnot care ar functiona între temperaturile extreme atinse de gaz în decursul procesului ciclic dat.

Ministerul Educatiei, Cercetarii, Tineretului si Sportului

Centrul National de Evaluare si Examinare

Examenul de bacalaureat national 2013

Proba E. d)

Fizica

Filiera teoretica – profilul real, Filiera vocationala – profilul militar

Sunt obligatorii toate subiectele din doua arii tematice dintre cele patru prevazute de programa, adica: A. MECANICA, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICA, C. PRODUCEREA SI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICA

Se acorda 10 puncte din oficiu.

Timpul de lucru efectiv este de 3 ore.

3. Pentru masurarea tensiunii la bornele unui consumator, respectiv a intensitatii curentului electric prin consumator:

a.ampermetrul si voltmetrul se conecteaza în paralel cu consumatorul

b.ampermetrul si voltmetrul se conecteaza în serie cu consumatorul

c.ampermetrul se conecteaza în serie, iar voltmetrul se conecteaza în paralel cu consumatorul

(3p) 5. O baterie este formata prin legarea în paralel a doua surse caracterizate de parametrii E,r  si respectiv

2E, 2r . Intensitatea curentului ce strabate bateria daca între bornele acesteia se conecteaza un fir cu rezistenta electrica neglijabila are valoarea:

Determinati:

a.indicatia unui voltmetru considerat ideal (RV  ) conectat între bornele A si B ;

b.valoarea rezistentei R3 a unui rezistor care trebuie conectat între bornele A si B

astfel încât puterea disipata pe circuitul exterior sursei sa fie maxima;

c.valoarea puterii maxime disipate pe circuitul exterior sursei;

d.energia totala dezvoltata de sursa în timpul t  7 min daca între bornele A si B este conectat un fir de rezistenta electrica neglijabila.

Ministerul Educatiei, Cercetarii, Tineretului si Sportului

Centrul National de Evaluare si Examinare

Examenul de bacalaureat national 2013

Proba E. d)

Fizica

Filiera teoretica – profilul real, Filiera vocationala – profilul militar

Sunt obligatorii toate subiectele din doua arii tematice dintre cele patru prevazute de programa, adica: A. MECANICA, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICA, C. PRODUCEREA SI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICA

Se acorda 10 puncte din oficiu.

Timpul de lucru efectiv este de 3 ore.

Se considera: viteza luminii în vid c  3 108 m/s, constanta Planck h  6,6 1034 J  s .

I. Pentru itemii 1-5 scrieti pe foaia de raspuns litera corespunzatoare raspunsului corect. (15 puncte) 1. Simbolurile marimilor fizice fiind cele utilizate în manualele de fizica, expresia a carei unitate de masura este aceeasi cu cea a energiei este:

2. Energia cinetica maxima a electronilor extrasi prin efect fotoelectric extern depinde de frecventa radiatiei incidente conform graficului din figura alaturata. În aceste conditii, valoarea frecventei de prag este:

a.3,3 1014Hz

b.2,2 1015Hz

c.1,5 1015Hz

refractie n2 o raza de lumina sufera atât fenomenul de reflexie, cât si cel de refractie. Daca unghiul dintre raza reflectata si raza refractata este 90 , valoarea unghiului de incidenta poate fi determinata prin relatia:

4. Efectul fotoelectric consta în:

a.emisia de electroni de catre o placa metalica urmare a încalzirii ei

b.emisia de electroni de catre un filament parcurs de curent electric

c.emisia de electroni de catre o placa metalica sub actiunea unei radiatii electromagnetice

lentila. Litera se vede prin lentila de trei ori mai mica. Convergenta lentilei este:

cu axa optica principala a sistemului optic este focalizat, dupa traversarea sistemului, într-un punct aflat la distanta d2  8 cm dupa lentila L3.

a.Calculati convergenta sistemului de lentile alipite (acolate);

b.Determinati distanta focala a lentilei L3;

c.Calculati distanta la care ar trebui pozitionata lentila L3 fata de lentilele alipite pentru ca fasciculul emergent sa fie paralel cu axa optica.

d.Construiti mersul razelor de lumina prin sistem în conditiile punctului c..

III. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)

O sursa de lumina S este asezata pe axa de simetrie a unui dispozitiv Young. Sursa emite radiatie monocromatica având lungimea de unda 1  500nm. Distanta dintre cele doua fante este 2  0,5 mm, iar

figura de interferenta se observa pe un ecran asezat paralel cu planul fantelor, la distanta D  1m de acesta.

a.Calculati valoarea interfranjei.

b.Determinati valoarea distantei ce separa franja centrala de franja întunecoasa de ordinul 4.

c.În fata uneia dintre fante se plaseaza o lama din sticla având grosimea e  6 μm. Se observa ca franja

centrala s-a deplasat în pozitia ocupata initial de franja luminoasa de ordinul 6. Determinati valoarea indicelui de refractie al sticlei din care este confectionata lama.

d. Se îndeparteaza lama, iar sursa S este înlocuita cu sursa S care emite simultan doua radiatii având lungimile de unda 1  500nm si 2  600nm. Calculati distanta minima, fata de franja centrala, la care se suprapun maximele celor doua radiatii.