Bacalaureat 2023 la fizică: simularea, filiera teoretică

Cerința e în imaginea de mai sus, exact ca în subiectul oficial.

Cerința e în imaginea de mai sus, exact ca în subiectul oficial.

Cerința e în imaginea de mai sus, exact ca în subiectul oficial.

Cerința e în imaginea de mai sus, exact ca în subiectul oficial.

Cerința e în imaginea de mai sus, exact ca în subiectul oficial.

O cutie cu masa m = 4,0 kg este așezată pe un plan înclinat cu unghiul α= 30 °. Cutia este legată la un capăt al unui fir elastic având masa neglijabilă, lungimea în stare nedeformată 0 = 60 cm și aria secțiunii transversale S . De capătul liber al firului se trage în sus, paralel cu suprafața planului, ca în figura alăturată. Cutia coboară uniform atunci când lungimea firului este 1 = 80 cm . Cutia urcă uniform când lungimea firului devine 2 = 120 cm . a. Reprezentați toate forțele care acționează asupra cutiei atunci când aceasta urcă uniform. b. Determinați valoarea constantei elastice a firului. c. Determinați valoarea coeficientului de frecare la alunecare dintre cutie și suprafața planului înclinat. d. Se înlocuiește firul cu un alt fir elastic, confecționat din același material, dar cu aria secțiunii transversale 2S și cu lungimea în stare nedeformată =0 20 cm . De capătul liber al noului fir se trage în sus, paralel cu suprafața planului. Determinați alungirea firului atunci când cutia urcă accelerat cu accelerația a = 1,5 m/s2 .

Cele două corpuri din figura alăturată au masele m1 = 400 g și respectiv m2 = 100 g și sunt inițial în repaus. Corpul cu masa m1 se află în punctul A la înălțimea h = 80 cm . În punctul C este fixat capătul unui resort elastic cu constanta elastică k = 100 N/m și lungimea în stare nedeformată CD = d = 30 cm . Corpul cu masa m2 este așezat în contact cu capătul liber al resortului, la distanța d0 = 20 cm față de punctul C. Coeficientul de frecare la alunecarea corpului cu masa m2 pe suprafața CD este μ= 0,5. Deplasările corpurilor pe suprafețele AB și BD au loc fără frecare. Cele două corpuri, eliberate simultan, se întâlnesc și se cuplează pe porțiunea orizontală BD. Calculați: a. lucrul mecanic efectuat de greutatea corpului cu masa m1 pe porțiunea AB; b. viteza corpului cu masa m1 în punctul B; c. viteza corpului cu masa m2 în punctul D; d. viteza ansamblului celor două corpuri imediat după cuplare.

Cerința e în imaginea de mai sus, exact ca în subiectul oficial.

Cerința e în imaginea de mai sus, exact ca în subiectul oficial.

Cerința e în imaginea de mai sus, exact ca în subiectul oficial.

Cerința e în imaginea de mai sus, exact ca în subiectul oficial.

Cerința e în imaginea de mai sus, exact ca în subiectul oficial.

Un cilindru cu lungimea = 1,75 m este împărțit în două compartimente, A și B, printr-un piston mobil, termoizolator, de grosime neglijabilă, care se poate deplasa fără frecări, ca în figura alăturată. Pistonul este inițial blocat. Compartimentul A conține heliu la presiunea pA = 2atm, iar compartimentul B, închis cu un robinet (R), conține argon la presiunea pB = 3atm. Cele două gaze se află la aceeași temperatură, T = 300 K. Cantitatea totală de gaz din cilindru este ν= 5 mol , iar numărul de atomi de heliu este de patru ori mai mare decât numărul de atomi de argon. a. Calculați cantitatea de heliu din compartimentul A. b. Calculați lungimea A a compartimentului ce conține heliu. c. Calculați deplasarea pistonului după ce acesta se deblochează și ajunge în poziție de echilibru mecanic, temperatura gazelor rămânând constantă. d. Se încălzește compartimentul A cu ΔT = 60 K apoi se deschide robinetul (R) și se scoate lent o cantitate de argon, până când pistonul revine în poziția inițială. Temperatura argonului rămâne constantă. Calculați cantitatea de argon care s-a scos din cilindru.

2 O cantitate ν @ 0,24 mol = mol de gaz ideal monoatomic (CV = 1,5R ) suferă o 8,31 transformare ciclică 1 − 2 − 3 − 4 − 1 reprezentată în coordonate p − T în figura alăturată. Se cunosc: T1 = 300 K , p2 = 2 p1 , V3 = 3V1 și se consideră ln3 = 1,1 . Determinați: a. valoarea energiei interne a gazului în starea 3; b. valoarea căldurii primite de gaz la parcurgerea unui ciclu; c. lucrul mecanic total efectuat într-un ciclu; d. randamentul ciclului Carnot care ar funcționa între temperaturile extreme atinse de-a lungul ciclului.

Cerința e în imaginea de mai sus, exact ca în subiectul oficial.

Cerința e în imaginea de mai sus, exact ca în subiectul oficial.

Cerința e în imaginea de mai sus, exact ca în subiectul oficial.

Cerința e în imaginea de mai sus, exact ca în subiectul oficial.

Cerința e în imaginea de mai sus, exact ca în subiectul oficial.

În figura alăturată este reprezentată schema unui circuit electric. Se cunosc: R1 = 30 Ω, R3 = 48 Ω, R4 = 12 Ω, E = 7,5 V și r = 10 Ω. Ampermetrul, considerat ideal ( RA @ 0 Ω,) indică trecerea unui curent I = 100 mA . a. Determinați valoarea indicației unui voltmetru ideal ( RV →∞ ) conectat la bornele unei surse. b. Calculați valoarea rezistenței R2 . c. Determinați valoarea indicației unui voltmetru ideal conectat între punctele M și N; d. Între punctele M și N se conectează un fir cu rezistența electrică neglijabilă. Determinați valoarea indicației ampermetrului.

În figura alăturată este reprezentată schema unui circuit electric. Sursa are t.e.m. E și rezistență interioară r = 1,5 Ω. Becul are rezistența Rb = 4,0 Ω și puterea nominală Pb = 4,0 W . Între punctele A și B se leagă un fir conductor, de lungime = 1,2 m și rezistență R . Inițial întrerupătorul este deschis și cursorul C poziționat astfel încât becul să funcționeze la parametrii nominali. În aceste condiții ampermetrul ideal ( RA @ 0 Ω ) indică I0 = 2,0 A , iar randamentul transferului de energie de la sursă la circuitul exterior este η= 80% . a. Determinați energia disipată în interiorul bateriei în Δ=t 10min. b. Calculați valoarea t.e.m. a sursei. c. Determinați puterea dezvoltată de rezistorul R0 . d. Calculați lungimea porțiunii de fir dintre punctele A și C pentru care, la închiderea întrerupătorului, intensitatea curentului prin firul CD este nulă.

Cerința e în imaginea de mai sus, exact ca în subiectul oficial.

Cerința e în imaginea de mai sus, exact ca în subiectul oficial.

Cerința e în imaginea de mai sus, exact ca în subiectul oficial.

Cerința e în imaginea de mai sus, exact ca în subiectul oficial.

Cerința e în imaginea de mai sus, exact ca în subiectul oficial.

O lentilă subțire L1 formează pe un ecran imaginea clară a unui obiect liniar luminos. Obiectul este așezat perpendicular pe axa optică principală, la distanța de 30 cm de lentilă. Distanța dintre obiect și ecran este d = 45 cm . a. Determinați distanța focală a lentilei. b. Se alipește de lentila L1 o a doua lentilă subțire, L2 . Obiectul este așezat la distanța de 30 cm față de sistemul optic, iar imaginea observată pe ecranul așezat convenabil este de trei ori mai mică decât obiectul. Calculați distanța focală a lentilei L2 . c. Se plasează cele două lentile L1 și L2 la distanța d1 una de alta, iar sistemul optic astfel format este centrat. Se constată că, indiferent de distanța de la obiect la prima lentilă în care intră lumina ( L1 ) , mărimea imaginii formate de sistem rămâne aceeași. Realizați un desen în care să reprezentați mersul unei raze de lumină prin sistemul optic, dacă raza intră în sistem paralel cu axa optică principală. d. În condițiile de la punctul c., dacă înălțimea obiectului y1 = 2 cm , calculați înălțimea imaginii.

Sursa de lumină coerentă a unui dispozitiv Young emite radiații monocromatice cu lungimea de undă λ=1 550 nm . Inițial sursa se află pe axa de simetrie a dispozitivului, la distanța d = 15 cm de paravanul cu fante, iar distanța dintre paravan și ecran este D = 1,0 m . Se măsoară pe ecran distanța dintre maximele de interferență de ordinul 1, găsindu-se Δ=x 0,55 mm . a. Calculați distanța dintre fantele dispozitivului. b. Dacă în fața unei fante a dispozitivului Young se așază o lamă cu fețe plane și paralele cu n = 1,55 în punctul central se formează franja luminoasă de ordinul 7. Calculați grosimea lamei. c. Se deplasează sursa de lumină pe distanța h = 1,5 mm , perpendicular pe fante, într-un plan paralel cu planul fantelor. Determinați distanța pe care se deplasează maximul central. d. Se înlocuiește sursa cu alta, poziționată pe axa de simetrie, care emite simultan radiații cu lungimile de undă λ=1 550 nm și λ=2 500 nm . Calculați distanța față de maximul central la care are loc prima suprapunere a maximelor de interferență.