Proba E. d) Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ Se acordă 0 puncte din oiciu. Timpul de lucru eectiv este de 3 ore. A. MECANICĂ Varianta 9 Se consideră acceleraţia gravitaţională g = 0m/s. I. Pentru itemii -5 scrieţi pe oaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect.. Unitatea de măsură în S.I. a puterii mecanice poate i scrisă în orma: a. N/m b. N m c. J/s d. J s. Viteza medie a unui punct material care se deplasează pe distanța d în timpul t, sub acțiunea unei orțe F, este: d F a. vm = b. vm = c. vm = F t d. vm = d t t t 3. Dintre mărimile izice de mai jos, mărime izică vectorială este: a. masa b. greutatea c. lucrul mecanic d. energia mecanică 4. În graicul din igura alăturată este reprezentată dependenţa lungimii unui resort elastic, ixat la unul din capete, de orţa deormatoare aplicată la celălalt capăt. Alungirea resortului sub acţiunea unei orţe de,5 N este egală cu: a. 0 cm b. 5 cm c. 0 cm d. 5 cm 5. Un eleant cu masa m = t se deplasează cu viteza v = 5m/s. În cursul acestei mişcări, impulsul eleantului este: a. 0kg m/s b. 0 kg m/s c. 0 3 kg m/s d. 0 4 kg m/s II. Rezolvaţi următoarea problemă: O ladă cu masa m = 0kg coboară cu viteză constantă pe o rampă care ormează cu orizontala unghiul 37 α ( sinα = 0,6). În timpul coborârii asupra lăzii acţionează orţa F = 80N orientată pe direcţia normală la supraaţa rampei, ca în igura alăturată. a. Reprezentați toate orţele care acţionează asupra lăzii. b. Calculaţi valoarea orţei de recare la alunecare dintre ladă şi rampă. c. Calculați valoarea coeicientului de recare la alunecare dintre ladă şi rampă. d. Determinaţi acceleraţia lăzii dacă acţiunea orţei F încetează. III. Rezolvaţi următoarea problemă: Un corp de mici dimensiuni, având masa m = 00g, se ală în punctul A pe supraața orizontală a unei mese de înălţime h = 75 cm. Se imprimă corpului viteza v A = m/s orientată către punctul B, ca în igura alăturată. După ce străbate distanța d = AB = 50cm, corpul trece prin punctul B, alat la marginea mesei. Coeicientul de recare la alunecare dintre corp și supraața mesei este µ = 0,3. Considerând că energia potenţială gravitaţională este nulă la nivelul solului, calculați: a. energia potenţială gravitaţională a corpului alat pe masă; b. energia cinetică a corpului când acesta trece prin punctul B; c. intervalul de timp în care corpul parcurge distanţa d ; d. valoarea vitezei corpului în momentul imediat anterior atingerii solului, considerând că după desprinderea de masă orţele de rezistenţă care acţionează asupra corpului sunt neglijabile. Probă scrisă la Fizică A. Mecanică
Proba E. d) Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ Se acordă 0 puncte din oiciu. Timpul de lucru eectiv este de 3 ore. B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ Varianta 9 Se consideră: numărul lui Avogadro N A = 6,0 0 3 mol Probă scrisă la Fizică B. Elemente de termodinamică, constanta gazelor ideale K R = 8,3J mol. Între parametrii de stare ai gazului ideal într-o stare dată există relaţia: p V = ν RT. I. Pentru itemii -5 scrieţi pe oaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect.. Concentraţia moleculelor unui gaz considerat ideal (numărul de molecule din unitatea de volum): a. creşte prin încălzirea gazului la presiune constantă b. scade prin comprimare la temperatură constantă c. scade prin destindere adiabatică d. creşte printr-o încălzire la volum constant.. Relaţia dintre căldura molară C µ şi căldura speciică c a unui gaz cu masa m şi masa molară µ este: a. C µ = c µ b. Cµ = c m c. c = C µ µ d. c = C µ m 3. Simbolurile mărimilor izice iind cele utilizate în manualele de izică, unitatea de măsură în S.I a mărimii pµ izice deinită prin raportul este: RT 3-3 a. kg mol b. kg m c. kg m d. kg mol 4. O cantitate ν = 0, mol mol 8,3 de oxigen ( ) C V =, 5R se ală la temperatura T = 300 K. Gazul sueră o destindere izobară în urma căreia volumul a crescut de ori. Energia internă a gazului în starea inală este aproximativ egală cu: a. 50 J b. 550 J c. 750 J d. 500 J 5. În trei butelii identice, etanşe, a căror dilatare termică este neglijabilă, se găsesc cantităţi dierite din același tip de gaz considerat ideal. Încălzind gazele, se obţin variaţiile presiunilor celor trei gaze reprezentate în coordonate p-t în igura alăturată. Între masele celor trei gaze există relaţia: a. m < m < m3 m > m > m b. 3 c. m > m3 > m d. m < m3 < m II. Rezolvaţi următoarea problemă: Un recipient de volum 74,79 L, închis etanş cu o supapă, conţine 90 g de gaz. Presiunea şi temperatura gazului din interior sunt aceleaşi cu cele ale aerului exterior şi au valorile p = 0 5 Pa, respectiv t = 7 C. Supapa se deschide atunci când dierența dintre presiunea gazului din interior și presiunea aerului exterior depășește 4 valoarea p = 3 0 Pa. Calculați: a. masa molară a gazului din recipient; b. densitatea iniţială a gazului din recipient; c. temperatura maximă T până la care poate i încălzit gazul din recipient astel încât supapa să rămână închisă; 5 d. masa de gaz care ar trebui eliminată din recipient, pentru ca presiunea să rămână p = 0 Pa, atunci când temperatura gazului devine T = 540K. III. Rezolvaţi următoarea problemă: O cantitate,5 mol ν = de gaz ideal monoatomic ( C V, 5R) =, alat inițial în starea la temperatura t = 47 C, evoluează după un proces termodinamic ciclic 3 reprezentat în coordonate p V în igura alăturată. Se ştie că presiunea în starea este p = p. Calculaţi: a. temperatura gazului în starea 3; b. lucrul mecanic total schimbat de gaz cu mediul exterior în decursul procesului ciclic; c. căldura schimbată de gaz pe transormarea 3 ; d. randamentul unui ciclu Carnot care ar uncţiona între temperaturile extreme atinse în procesul 3.
Proba E. d) Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ Se acordă 0 puncte din oiciu. Timpul de lucru eectiv este de 3 ore. C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU Varianta 9 I. Pentru itemii -5 scrieţi pe oaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect.. În igura alăturată este reprezentată schema unei baterii pătrate (igurată cu linie punctată) care, în principiu, este ormată din 3 baterii de câte,5 V iecare, numerotate cu,, 3. Tensiunea electromotoare a bateriei pătrate între lamelele A şi B este: a. 0 V deoarece bateria le scurtcircuitează pe celelalte două b.,5 V deoarece bateria este legată greşit şi se anulează cu una montată corect c.,5 V pentru că bateriile, şi 3 sunt legate în paralel d. 4,5 V pentru că bateriile, şi 3 sunt legate în serie. Două surse identice, având iecare tensiunea electromotoare E şi rezistenţa interioară r, sunt legate în paralel, iar la bornele grupării este legat un ir cu rezistenţa electrică neglijabilă. Intensitatea curentului prin acest ir este: E E E a. I = 0 b. I = c. I = d. I = r r r 3. Unitatea de măsură a raportului dintre rezistenţa electrică şi durată poate i scrisă sub orma: a. V A b. W A c. V J d. V W 4. Două becuri cu ilament pentru iluminat casnic au inscripţionate valorile nominale: 0V, 5W - becul, R respectiv 0V, 00W - becul. Raportul R dintre rezistenţele electrice ale ilamentelor celor două becuri în regim nominal de uncţionare este egal cu: a. 4 b. c. 0,5 d. 0,5 5. În graicul alăturat este reprezentată dependenţa de temperatură a rezistivităţii unui material. Coeicientul de temperatură al rezistivităţii are valoarea: a. 0 3 grad b. 5 0 3 grad ρ( Ω µ m) 75 50 c. 0 grad 0 00 t( C) d. 5 0 grad II. Rezolvaţi următoarea problemă: Pentru măsurarea rezistenţei electrice a unui rezistor se olosește circuitul electric reprezentat în igura alăturată, în care sursa de tensiune are rezistența interioară nulă, ampermetrul are rezistenţa internă R A = Ω, iar voltmetrul are rezistenţa internă R V = kω. Când comutatorul k este în poziţia, tensiunea indicată de voltmetru este U V = 00 V, iar intensitatea indicată de ampermetru este I A = 4 A. Calculaţi: a. tensiunea electromotoare E a sursei; b. intensitatea curentului electric ce străbate sursa; c. rezistenţa electrică a rezistorului; d. indicaţia I A a ampermetrului atunci când comutatorul se ală în poziţia. III. Rezolvaţi următoarea problemă: În igura alăturată este reprezentată schema electrică a unui circuit. Se cunosc: E = V, r = 5 Ω, R = 0 Ω şi R = 40Ω. Calculați: a. puterea disipată pe circuitul exterior când întrerupătorul k este închis şi întrerupătorul k este deschis; b. puterea totală dezvoltată de sursă când întrerupătorul k este închis şi întrerupătorul k este deschis; c. randamentul circuitului când ambele întrerupătoare sunt închise; d. energia electrică consumată de circuitul exterior în t = 69 s atunci când ambele întrerupătoare sunt închise. E, r R R k k Probă scrisă la Fizică 3 C. Producerea şi utilizarea curentului continuu
Proba E. d) Sunt obligatorii toate subiectele din două arii tematice dintre cele patru prevăzute de programă, adică: A. MECANICĂ, B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ, C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU, D. OPTICĂ Se acordă 0 puncte din oiciu. Timpul de lucru eectiv este de 3 ore. D. OPTICĂ Varianta 9 8 Se consideră: viteza luminii în vid c = 3 0 m/s, constanta Planck h = 6,6 0 J s. I. Pentru itemii -5 scrieţi pe oaia de răspuns litera corespunzătoare răspunsului corect.. Două radiaţii luminoase au lungimile de undă λ = 500nm şi λ = 0,5 m. Raportul lungimilor de undă λ λ este: µ a. 0, b. c. 0 d. 00. O sursă punctiormă de lumină este situată în ocarul obiect al unei lentile convergente. Fasciculul de lumină care iese din lentilă este: a. paralel b. convergent c. divergent d. punctiorm 3. Un sistem optic centrat este ormat din două lentile alipite având convergenţele C şi respectiv C. Convergenţa sistemului poate i calculată cu relaţia: a. C = C /C b. C = C C c. C = C + C d. C = C C 4. Graicul din igura alăturată a ost obţinut într-un studiu experimental al eectului otoelectric extern şi prezintă dependenţa energiei cinetice maxime a otoelectronilor emişi, de recvenţa radiaţiei incidente pe doi otocatozi C şi C. Dacă cei doi otocatozi sunt iradiaţi cu radiaţii electromagnetice având 4 recvenţa ν = 6 0 Hz putem airma: a. ambii otocatozi emit otoelectroni b. numai primul otocatod (C) emite otoelectroni c. numai al doilea otocatod (C) emite otoelectroni d. nici un otocatod nu emite otoelectroni. 5. O rază de lumină venind din aer cade sub unghiul de incidență i = 60 pe supraaţa unui mediu transparent şi se reractă sub unghiul r = 30. Indicele de reracţie al mediului transparent este aproximativ egal cu: a., 33 b., 4 c., 66 d., 73 II. Rezolvaţi următoarea problemă: O lentilă subțire convergentă, cu distanţa ocală de 5cm, ormează pe un ecran imaginea clară a unui obiect așezat perpendicular pe axa optică principală a lentilei. Obiectul are înălţimea de cm. Distanţa dintre obiect și lentilă este de 30cm. a. Calculaţi convergenţa lentilei. b. Determinaţi distanţa dintre lentilă şi ecran. c. Obiectul este deplasat într-o nouă poziție. Calculați înălțimea imaginii clare a obiectului dacă aceasta se obține pe ecranul adus la 0cm ață de centrul optic al lentilei. d. Realizaţi un desen în care să evidenţiaţi construcţia imaginii obiectului prin lentilă, în situația descrisă la punctul c.. III. Rezolvaţi următoarea problemă: Distanţa dintre antele unui dispozitv Young este ecranul pe care se observă igura de intererenţă este l =,5 mm Probă scrisă la Fizică 4 D. Optică 34, iar distanţa care separă planul antelor de D = 3m. Sursa este plasată pe axa de simetrie a dispozitivului şi emite o radiaţie luminoasă monocromatică şi coerentă cu lungimea de undă λ = 500nm. a. Calculaţi recvenţa radiaţiei monocromatice utilizate. b. Determinaţi interranja igurii de intererenţă observate pe ecran. c. Determinaţi distanţa, măsurată pe ecran, care separă maximul de ordinul 3 alat de o parte a maximului central, de primul minim de intererență situat de aceeaşi parte a maximului central. d. Una dintre antele dispozitivului se acoperă cu o lamă transparentă, de grosime e = µ m şi indice de reracţie n =,5, iar cealaltă antă se acoperă cu o altă lamă transparentă, de grosime e = 5 µ m şi indice de reracţie n. Sistemul de ranje observat pe ecran nu îşi modiică poziţia. Determinaţi indicele de reracţie n.
Proba E.d) BAREM DE EVALUARE ŞI DE NOTARE Varianta 9 Se punctează oricare alte modalităţi de rezolvare corectă a cerinţelor. Nu se acordă racţiuni de punct. Se acordă 0 puncte din oiciu. Nota inală se calculează prin împărţirea punctajului total acordat pentru lucrare la 0. A. MECANICĂ (45 puncte) Subiectul I Nr.Item Soluţie, rezolvare Punctaj I.. c 3p. a 3p 3. b 3p 4. b 3p 5. d 3p TOTAL pentru Subiectul I 5p A. Subiectul al II-lea II.a. Pentru: 4p reprezentarea tuturor orţelor care acţionează asupra lăzii 4p b. Pentru: 3p Gt F = 0 p G t = mg sinα p rezultat inal F = 0N p N Gn F = 0 p F = µn p G n = mg cosα p rezultat inal µ = 0, 5 p G F = ma p t F = µ N p N = G n p rezultat inal a = m/s p TOTAL pentru Subiectul al II-lea 5p A. Subiectul al III-lea III.a. Pentru: 3p E = mgh p pa rezultat inal E pa = 0,75 J p E c = L p Ec = EcB EcA p L = µmgd p rezultat inal E = 0,05 J p cb Probă scrisă la Fizică Varianta 9 Filiera teoretică proilul real, Filiera vocaţională-proilul militar
F = ma p v a = B v t A E cb vb = p m rezultat inal t 0,33 s p E = E p tb t sol EcB + EpB = Ec sol p mvsol E c sol = p rezultat inal v sol = 4m/s p TOTAL pentru Subiectul al III-lea p 5p Probă scrisă la Fizică Varianta 9 Filiera teoretică proilul real, Filiera vocaţională-proilul militar
B. ELEMENTE DE TERMODINAMICĂ (45 puncte) Subiectul I Nr.Item Soluţie, rezolvare I.. c 3p. a 3p 3. c 3p 4. d 3p Punctaj 5. b 3p TOTAL pentru Subiectul I 5p B. Subiectul al II-lea II.a. Pentru: 4p m pv = RT µ 3p rezultat inal µ = 30g mol p b. Pentru: 3p m ρ = V p 3 rezultat inal ρ, kg/m p p V = ν RT p p p = T T p p = p + p p rezultat inal T = 390 K p m pv = R T µ p m = m m p rezultat inal m = 40 g p TOTAL pentru Subiectul al II-lea 5p B. Subiectul al III-lea III.a. Pentru: 3p V 3 = V p T3 = 4T p rezultat inal: 3 = 80 K p L ciclu = L + L3 + L3 p Lciclu = 0,5 pv p pv = νrt p rezultat inal: Lciclu kj p Q 3 = U3 + L3 p U3 = νcv ( T T3 ) p L3 =, 5pV p rezultat inal: Q3 4 kj p Tmin η c = T p max Tmin = T p Tmax = T3 p rezultat inal: η c = 75% p TOTAL pentru Subiectul al III-lea 5p Probă scrisă la Fizică 3 Varianta 9 Filiera teoretică proilul real, Filiera vocaţională-proilul militar
C. PRODUCEREA ŞI UTILIZAREA CURENTULUI CONTINUU (45 puncte) Subiectul I Nr.Item Soluţie, rezolvare I.. d 3p. c 3p 3. c 3p 4. a 3p Punctaj 5. b 3p TOTAL pentru Subiectul I 5p C. Subiectul al II-lea II.a. Pentru: 3p E = U V p rezultat inal E = 00 V p UV = IV RV p I = I V + I A p rezultat inal I = 4, A p U = I R + R 3p V A A ( ) rezultat inal R = 4 Ω p E = I R + R p R p ( ) A A p R RV = R + R V rezultat inal I A 4, A p TOTAL pentru Subiectul al II-lea C. Subiectul al III-lea III.a. Pentru: 4p P = R I p E = I( R + r ) p rezultat inal P = 6,4 W p Ptot = E I p E = I( R + r ) p rezultat inal P tot = 3, W p Rp η = R + r p p R R R p = p R + R 8 rezultat inal η = 6,5% p 3 d. Pentru: 3p W = R I t p p E I = p R r p + rezultat inal TOTAL pentru Subiectul al III-lea W = 5 J p p 5p 5p Probă scrisă la Fizică 4 Varianta 9 Filiera teoretică proilul real, Filiera vocaţională-proilul militar
D. OPTICĂ (45 puncte) Subiectul I Nr.Item Soluţie, rezolvare Punctaj I.. b 3p. a 3p 3. c 3p 4. b 3p 5. d 3p TOTAL pentru Subiectul I 5p D. Subiectul al II-lea II.a. Pentru: 3p C = p - rezultat inal C = 0m p = 3p x x rezultat inal x = 6 cm p x β = p x = x x y y β = p rezultat inal y = cm p construcţia corectă a imaginii 4p TOTAL pentru Subiectul al II-lea 5p D. Subiectul al III-lea III.a. Pentru: 3p c ν = λ p 4 rezultat inal ν = 6 0 Hz p λd i = l 3p rezultat inal i = mm p x = x max 3 xmin p xmax 3 = 3i p x min = i / p rezultat inal x =,5 mm p δ = p δ = ( n ) e = ( n ) e δ p δ p rezultat inal n =, 4 p TOTAL pentru Subiectul al III-lea p 5p Probă scrisă la Fizică 5 Varianta 9 Filiera teoretică proilul real, Filiera vocaţională-proilul militar