Examenul de bacalaureat national 2014
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.
D. OPTICA Varianta 4
Se considera: viteza luminii in vid c = 3·10 8 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. O placuta dintr-un metal al carui lucru mecanic de extractie are valoarea L extr = 5.94·10 -19 J este iluminata cu radiatie electromagnetica. Frecventa minima la care se produce efectul fotoelectric extern are valoarea de aproximativ:
a.   0.9·10 14 Hz;   b.   0.9·10 15 Hz;   c.   0.9·10 16 Hz;
d.   0.9·10 17 Hz.   (3p)
Raspuns: b. L extr = h·ν  ν = L extr /h = 0.9·10 15 Hz;     →(3p)
2. Alegeti afirmatia corecta referitoare la centrul optic al unei lentile sferice subtiri:
a. este centrul sferei din care face parte suprafata lentilei prin care intra raza de lumina;
b. este centrul sferei din care face parte suprafata lentilei prin care iese raza de lumina;
c. razele de lumina care trec prin centrul optic isi pastreaza directia de propagare;
d. este punctul in care lentila strange un fascicul de lumina paralel cu axa optica principala. (3p)
Raspuns: c. .  →(3p)
Imagini in oglinzi plane 3. Doua oglinzi plane formeaza un unghi diedru de 90 o . O gargarita se afla pe bisectoarea unghiului diedru format de cele doua oglinzi. Numarul de imagini distincte ale gargaritei formate de oglinzi si natura acestora este:
a.  4 imagini virtuale;   b. 4  imagini reale;
c.  3 imagini virtuale;   d.  3 imagini reale.   (3p)
Raspuns: c. →(3p)
4. Simbolurile marimilor fizice fiind cele utilizate in manualele de fizica, unitatea de masura in SI a marimii fizice exprimate prin produsul h·ν este:
a.  m;   b. m·s -1 ;  c.  m·s;  ; d.  J.  ; (3p)
Raspuns: d. →(3p)
optica.iunie.teh.I.5 5. In figura alaturata este reprezentat raportul dintre inaltimea h 1 a unui obiect luminos, liniar, plasat perpendicular pe axa optica principala a unei lentile convergente si inaltimea h 2 a imaginii sale reale prin lentila, in functie de distanta d 1 dintre obiect si lentila. Distanta focala a lentilei este:
a.  50 cm;   b.  40 cm;    c.  20 cm;
d.  10 cm.   (3p)
Raspuns: d. β = x 2 /x 1 = - h 2 /h 1 = 1/4,  x 1 = - 4·x 2 ,   d = - x 1 ,
x 2 = d/4,  f = x 1 ·x 2 (x 1 - x 2 ) = 10cm.   →(3p)
II. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)
In fata unei lentile subtiri este asezat, perpendicular pe axa optica principala, un obiect luminos liniar. Imaginea formata prin lentila este de patru ori mai mare decat obiectul si este proiectata pe un ecran aflat la distanta d = 2,5m fata de obiect.
a. Determinati distanta la care se afla obiectul fata de lentila.
Rezolvare: d = x 2 + ( - x 1 ),   β = x 2 /x 1 = - 4,   x 2 = - 4·x 1 ,
d = - 5·x 1 ,   x 1 = - 0.5m.  →(3p)
b. Calculati convergenta lentilei.
Rezolvare: x 2 = 2m,  C = 1/f = 1/x 2 - 1/x 1
C = 1/2 + 10/5 = 2.5m -1 .  → (4p)
optica.iunie.teh.II.c c. Realizati un desen in care sa evidentiati constructia imaginii obiectului prin lentila, in situatia descrisa.
Rezolvare: Desenul este realizat in figura alaturata.
→    (4p)
d. Calculati convergenta echivalenta a unui sistem optic centrat format din doua lentile subtiri identice alipite (acolate), fiecare avand convergenta C = 2,5m -1 .
Rezolvare: C sist = C + C = 5m -1 . →    (3p)
III. Rezolvati urmatoarea problema: (15 puncte)
Un vas de forma cilindrica are diametrul bazei D = 60cm si inaltimea H = 40cm. O sursa punctiforma de lumina este plasata pe fundul vasului, in centrul acestuia. Se umple vasul cu apa. Indicele de refractie al apei este n a = 4/3.
a. Determinati valoarea vitezei de propagare a luminii in apa.
Rezolvare: n = c/v,   v = c/n = 2.25·10 8 m/s. →    (3p)
optica.iunie.teh.III.b b. Calculati valoarea maxima a sinusului unghiului sub care se refracta lumina la trecerea prin suprafata orizontala plana de separare dintre apa si aer.
Rezolvare: sini max /sinr max = n aer /n apa ,  sinr max = (n apa /n aer )·sini max ,
sini max = (D/2)/√[H 2 + (D/2) 2 ] = 0.6,
sinr max = 0.8.  →    (4p)
c. Se aseaza pe suprafata apei, pe verticala sursei, o oglinda plana circulara cu fata reflectatoare lipita de suprafata apei. Calculati distanta dintre sursa si imaginea sursei formata in oglinda.
Rezolvare:Intr-o oglinda plana imaginea este virtuala si simetrica fata de suprafata libera.  d = 2·H = 80cm. →    (4p)
optica.iunie.teh.III.d d. In conditiile punctului c, determinati diametrul minim al oglinzii astfel incat baza vasului sa fie luminata in intregime de razele reflectate.
Rezolvare: tgα = r/H = R/2·H, → r = R/2,  d min = 2·r = D/2 = 30cm. →    (3p)




Full Website