Preguntas propuestas
8
2015
• Aptitud Académica • Matemática • Cultura General • Ciencias Naturales
Física P RÁCTICA POR NIVELES Óptica geométrica I 5.
NIVEL BÁSICO
1.
En el gráfico se muestran dos espejos planos A y B que forman 70º entre sí. Si sobre el espejo A incide un haz de luz, tal como se muestra en la gráfica, ¿qué ángulo formarán el rayo luminoso reflejado en B con el rayo incidente en A?
A) 12 B) 15 C) 20 D) 60 E) 30
B
A) 110º B) 140º C) 120º D) 80º E) 90º
6.
70º
R1 30º A
2.
Determine a qué distancia (en m) del suelo se encuentra el punto del espejo que el muchacho utiliza para ver la imagen del punto P. Los ojos del muchacho se encuentran a 1,5 m del suelo. A) 2 B) 2,5 C) 2,7 D) 3,92 E) 3
espejo
3m
espejo
1m
Un lápiz se sitúa a 20 cm de un espejo convexo de 40 cm de radio de curvatura. ¿En cuántos centímetros se encuentran separado el lápiz y su imagen?
A) 12 D) 60
B) 15
C) 20 E) 30
NIVEL INTERMEDIO 7.
6m
4m
Una persona está parada a 1 m frente a un gran espejo plano dispuesto verticalmente. Si desplazamos el espejo 0,2 m hacia la persona, determine en cuántos cm se desplazaría la imagen respecto a su posición inicial.
A) 20 D) 60 4.
1,5 m
P
4m 3.
Sobre la mesa se ubica un espejo circular de 10 cm de radio. El foco ( F ) irradia luz y en el techo se forma un círculo brillante con la luz reflejada. Calcule el diámetro (en cm) del círculo formado.
B) 40
C) 50 E) 80
Dos espejos planos paralelos se encuentran separados 60 cm. Determine la distancia de separación entre las segundas imágenes al colocar un objeto entre ellos. A) 120 cm D) 60 cm
B) 240 cm
C) 180 cm E) 300 cm
Indique la verdad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones con relación a un espejo plano. I. Origina una imagen virtual, y siempre del mismo tamaño que el objeto. II. La distancia-imagen y la distancia-objeto son de la misma magnitud. III. Un rayo de luz que incide normalmente a un espejo tiene un ángulo de incidencia de 90º. A) VVV D) FVF
8.
B) VVF
C) VFF E) FFF
Se tiene una cámara fotográfica situada en c delante del espejo ab de 1 m de altura. Si se quiere fotografiar la torre de 32 m de alto a través del espejo, ¿a qué distancia máxima de la cámara debe situarse el espejo para fotografiar toda la torre? A) 1 m B) 2 m C) 4 m D) 5 m E) 6 m
(a) (c) ( b)
x
60 m
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6
Física
Anual UNI
9.
Un objeto se encuentra a 10 cm de un espejo esférico con distancia focal de –10 cm. Determine la distancia (en cm) entre el objeto y su imagen.
A) 7 D) 16 13.
A) 5 D) 25 10.
B) 15
C) 20 E) 30
Determine el aumento lineal de un objeto de 4 cm de altura colocado a 12 cm frente a un espejo convexo de 60 cm de radio. A) 0,51 D) 0,31
B) 0,71
11.
14.
Un hombre de 1,6 m de estatura tiene sus ojos a 10 cm debajo del límite de su cabeza. Determine el menor valor del ángulo para que el hombre ve su imagen completa.
θ
2m
12.
B) 53º
C) 37º E) 60º
En el instante mostrado, el joven está a 3 m del espejo plano. Desde dicho instante, ¿cuánto avanza (en m) su imagen luego de 2 segun dos? Considere que el joven y el espejo realizan MRU. 6 m/s
En un espejo convexo de 120 cm de radio se tiene que la distancia entre el objeto su imagen es 90 cm. ¿A qué distancia (en cm) del espejo se encuentra la imagen?
Un espejo convexo, cuya longitud focal es 15 cm, está a 60 cm de un objeto de 10 cm de altura. Determine la altura de la imagen.
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C) 40 E) 60
Para vigilar los pasillos de una tienda se utilizan espejos convexos. Además los espejos tienen un radio de curvatura de 4,0 m. Indique las proposiciones verdaderas (V) o falsas (F) si un cliente se encuentra a 15 m de un espejo. I. La imagen se encuentra a una distancia de 8,0 m del cliente. II. La imagen del cliente es real. III. La imagen del cliente presenta un aumento de A=2.
A) 2 cm D) 5 cm
7
B) 30
A) VVV B) VVF C) VFF D) FVF E) FFF 16.
4 m/s
Una llave de 11 cm de altura está a 25 cm de un espejo convexo de 60 cm de radio. ¿Qué altura tendrá la imagen formada y en qué zona se ubicará?
A) 20 D) 50 15.
A) 63,5º D) 71,5º
C) 14 E) 18
A) 5 cm; virtual B) 6 cm; virtual C) 8 cm; virtual D) 6 cm; real E) 8 cm; real
C) 0,91 E) 0,21
NIVEL AVANZADO
B) 10
Física
B) 3 cm
C) 4 cm E) 6 cm
Física Óptica geométrica II
P RÁCTICA POR 4.
NIVEL BÁSICO
1.
2.
B) 1,6
se trata? A) 30 cm; cóncavo B) 40 cm; cóncavo C) 60 cm; cóncavo D) 60 cm; convexo
C) 1,4 E) 1,1
Determine x si el haz de luz monocromática pasa a través de una placa de vidrio de caras paralelas y 20 cm de espesor ( n=4/3 para el vidrio).
Un objeto se ubica a 60 cm de un espejo es férico y su imagen se forma a 20 cm del espe jo, pero en la zona virtual. ¿Cuál es el radio de curvatura del espejo y de qué tipo de espejo
En cierto tiempo la luz recorre 3,50 km en el aire. Durante el mismo tiempo, la luz recorre solamente 2,50 km en un líquido. ¿Cuál es el índice de refracción del líquido? Considere naire=1,0. A) 1,5 D) 1,2
NIVELES
E) 40 cm; convexo 5.
Un objeto se ubica inicialmente a 60 cm y después a 10 cm de un espejo esférico cóncavo de radio 40 cm. ¿Qué distancia (en cm) existe entre la posición inicial y final de la imagen?
37º
A) 40
B) 50
C) 60
D) 70 NIVEL INTERMEDIO
x
6.
A) 6 cm D) 7,5 cm
B) 6,5 cm
E) 80
C) 7 cm E) 8 cm
La luz se desplaza del medio A al medio B en el medio 1. Como se indica en la figura, la luz se refracta a continuación en el medio 2, en donde la luz se desplaza de B a C . El tiempo de
3.
Un rayo luminoso atraviesa un prisma de vidrio tal como se muestra en el gráfico. Determine sen α la relación . sen β
desplazamiento de la luz en cada medio es el mismo, y n1= n2. Determine d 1 / d 2. A n1 30º
N 1
B
N 2
53º
α
β
d 1
n2
d 2
60º C
A) 1/5 D) 6/5
B) 2/5
C) 3/5 E) 7/5
A) 1 D) 9/5
B) 7/5
C) 8/5 E) 11/5
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4
Física
Academia CÉSAR VALLEJO
7.
En el gráfico se muestra la trayectoria que sigue un rayo luminoso a través de agua y vidrio. Determine el índice de refracción del vidrio. ( nH2O=4/3).
Material Didáctico N. o 8
a la gema con el fin de que no se mueva la imagen de esta? A) 40,2; 27,5 B) 46,7; 22,4 C) 49,8; 29,4 D) 46,7; 27,5 E) 40,2; 29,4
53º agua α α
NIVEL AVANZADO vidrio
30º 10.
A) 6/5 D) 9/5 8.
B) 7/5
C) 8/5 E) 11/5
Las proposiciones siguientes se refieren a un espejo cóncavo de 30 cm de radio. Señale la alternativa incorrecta. A) Un objeto pequeño situado a 20 m del es pejo tendrá su imagen prácticamente en el foco. B) Los rayos luminosos que inciden en el espejo y pasan por el centro de curvatura se reflejan paralelamente a su eje. C) La imagen de un objeto, situada a 10 cm del espejo, se encuentra en zona virtual. D) Un rayo incidente y el respectivo rayo reflejado forman ángulos iguales con la recta que une el punto de incidencia con el centro de curvatura. E) La imagen de un objeto situado a 35 cm del espejo será real.
9.
En el gráfico mostramos una barra de 20 cm de longitud que está completamente sumergida en el agua ( n=4/3). Determine la longitud que esta presentará para un observador cuya visual se encuentra sobre la superficie del agua.
A) 10 cm D) 25 cm
B) 15 cm
C) 20 cm E) 30 cm
Una piedra preciosa se coloca a 20,0 cm en -
Un espejo de 10 cm de distancia focal forma la imagen de un lapicero, tal que su altura es un tercio de su altura natural. Si el lapicero es desplazado de su posición respecto al espejo a lo largo de su eje principal, entonces la imagen que se formará tendrá el doble de altura que el lapicero. ¿A qué distancia máxima fue desplazado el lapicero?
frente de un espejo cóncavo, en el eje de este. Cuando el espejo cóncavo se sustituye por un espejo plano, la imagen se mueve 15,0 cm hacia el espejo. ¿Cuál es la distancia (en cm) focal del espejo cóncavo?, ¿en dónde (en cm) debe colocarse el espejo plano con respecto
A) Se acercó 25 cm al espejo. B) Se alejó 25 cm al espejo. C) Se acercó 35 cm al espejo. D) Se alejó 35 cm al espejo. E) Se acercó 15 cm al espejo.
11.
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12
Anual UNI
12.
Física
Un objeto se encuentra a 30 cm de un espejo
Física
15.
cóncavo. Calcule la distancia focal del espejo si cuando el objeto se aleja 10 cm del espejo, la distancia entre el espejo y la imagen se reduce a un tercio.
Para proyectar una transparencia en la pared se utiliza un espejo cóncavo de 64,0 cm de radio. La transparencia se localiza a una distancia de 48,0 cm del espejo, y a través de la transparencia se proyecta un haz de luz dirigido hacia el espejo. ¿Qué tan lejos (en cm) de
A) 8,66 cm D) 34,64 cm 13.
B) 17,32 cm
C) 26,66 cm E) 44,33 cm
tamaño (en m) de la imagen en la pared si el tamaño de la transparencia es 50,0 cm?
Un objeto es colocado frente a un espejo cón -
cavo, y se forma una imagen invertida y aumentada en tres veces. Si el objeto es alejado 80 cm, su imagen se reducirá a la tercera parte del objeto. Determine la distancia focal del espejo. A) 40 cm D) 35 cm 14.
la pared debe ubicarse el espejo? y ¿cuál es el
B) 60 cm
C) 30 cm E) 20 cm
A) 86; 1,0
B) 68; 1,5
D) 65; 2,0 16.
E) 96; 1,5
Un espejo plano se encuentra sobre un reci-
piente que contiene una sustancia transparente ( n=1,6). ¿A qué distancia del fondo se formará la imagen de la moneda en el espejo?
Un espejo esférico convexo, que es el retro -
visor de un auto estacionado, proporciona la imagen de un vehículo que se aproxima con velocidad constante. El tamaño de dicha imagen es 1/9 del tamaño real del vehículo cuando esta se encuentra a 8 m del espejo. Si 1 s después la imagen observada en el espejo se ha duplicado, ¿a qué distancia del espejo se encuentra ahora el vehículo? A) 1,5 m D) 4,2 m
B) 2,5 m
C) 3,5 m E) 6,4 m
C) 96; 1,0
espejo
80 cm
80 cm moneda
A) 160 cm
B) 100 cm
D) 320 cm
C) 290 cm E) 300 cm
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6
PRÁCTICAFísica POR NIVELES Óptica geométrica III
NIVEL BÁSICO
1.
Un objeto se ubica a 20 cm de un lente bicon vexo y su imagen se encuentra a 30 cm de él, al otro lado del lente. Calcule la distancia focal del lente.
A) 20 cm D) 20,5 cm 2.
B) 36 cm
B) 20 cm
7.
C) 10 cm E) 15 cm
8.
9.
Un objeto de 20 cm de altura se ubica delante de un lente, por lo que se obtiene una imagen virtual de 40 cm de altura. Si la distancia entre el objeto y la imagen es 20 cm, ¿cuál es la distancia focal del lente?
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C) 10 cm E) 6 cm
La distancia entre dos objetos luminosos puntuales es 24 cm. ¿A qué distancia del pri mer objeto es necesario ubicar un lente con vergente, cuya distancia focal es 9 cm, de tal manera que las imágenes de ambos objetos coincidan?
A) 25 cm B) 30 cm C) 50 cm D) 40 cm E) 16 cm 17
B) 9 cm
A) 6 cm B) 12 cm C) 18 cm D) 20 cm E) 6 cm y 18 cm
C) 25 cm E) 30 cm
A) hab B) ab C) hb D) hb/a E) ha/b
Un objeto se encuentra a 12 cm frente a un lente divergente, cuya distancia focal es – 4 cm. Determine a qué distancia del objeto se encuentra su imagen.
A) 3 cm D) 12 cm
C) 24 cm E) 27 cm
Una hormiga se encuentra frente a una lupa a una distancia a. Si es observada a través de la lupa, se nota con una altura h. Considerando que la imagen se forma a una distancia b del lente, determine el tamaño real de la hormiga.
Al observar un objeto muy distante con un telescopio, el cual usa un lente convergente, la imagen se forma a 20 cm del lente. Determine la potencia del lente. A) 5 dioptrías B) 10 dioptrías C) 15 dioptrías D) 20 dioptrías E) 25 dioptrías
Determine la distancia focal de un lente bicon vexo con radios de curvatura de 30 cm, fabricada con un vidrio de 1,6 de índice de refracción. A) 15 cm D) 2,5 cm
5.
B) 16 cm
6.
C) 10 cm E) 12 cm
¿A qué distancia se encuentra la imagen de un objeto formado por un lente, cuya distancia focal es +9 cm? Considere que la imagen es real y que el aumento del lente es 3. A) 12 cm D) 18 cm
4.
B) 12/3 cm
Un objeto, cuya altura es de 20 cm, se ubica frente a un lente, por lo que se obtiene una imagen real de 5 cm de altura. Si la distancia entre el objeto y su imagen es 100 cm, determine la distancia focal del lente.
A) 20 cm D) 25 cm 3.
NIVEL INTERMEDIO
Academia CÉSAR VALLEJO
10.
Física
Con un lente convergente se obtiene una imagen cuyo tamaño es cuatro veces el del objeto. Si dicho objeto se acerca 5 cm el aumento disminuye a la mitad, halle la distancia focal del lente.
Material Didáctico N.o 8
14.
En el siguiente diagrama se muestra un lente ( n L=1,5). Determine la distancia focal del lente ( R1=20 cm; R2=60 cm).
A) 10 cm B) 20 cm C) 25 cm D) 30 cm E) 35 cm 11.
R1 R2
Un objeto de 30 cm de altura es colocado a 5 cm del foco de un lente biconvexo, de modo que se obtiene una imagen real ubicada a 30 cm del lente. ¿Qué altura tiene la imagen formada? A) 50 cm D) 75 cm
B) 60 cm
C) 45 cm E) 90 cm
A) +60 cm D) +30 cm 15.
NIVEL AVANZADO
12.
Un lente ( n=1,4) está conformado por dos superficies esféricas de 40 cm y 90 cm de radio. Un objeto se coloca sobre el eje del lente y a 120 cm de él. ¿Cuál es la distancia imagen, si el lente es un menisco divergente? A) 36 cm B) 48 cm C) 64 cm D) 72 cm E) 84 cm
13.
A) convergente; +0,4 dioptrías B) convergente; +0,04 dioptrías C) convergente; +4 dioptrías D) divergente; – 0,04 dioptrías E) divergente; – 4 dioptrías
C) – 60 cm E) – 45 cm
Con una cámara se fotografía en tamaño natural a un insecto cuando el lente está a 20 cm de la placa. Calcule la separación que debe existir entre el lente y la placa para obtener una fotografía de un avión que vuela a gran distancia. Además, calcule la potencia del lente en dioptrías. A) 20 cm; 10 B) 20 cm; 20 C) 10 cm; 0,1 D) 5 cm; 0,1 E) 10 cm; 10
16.
Una persona miope no puede ver con claridad objetos más allá de 25 cm (punto lejano). Si no tiene astigmatismo y le prescriben lentes de contacto, ¿cuál es el tipo de lente para corregir su visión y qué potencia óptica debe tener?
B) – 30 cm
Se muestra a un pequeño objeto P y a su imagen P ' generada por el lente. Halle la distancia focal del lente.
50 cm
74º
P
25 cm
A) 8 cm D) 10 cm
P'
C
B) 16 cm
C) 30 cm E) 20 cm
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P RÁCTICA POR
NIVELES
B) 280 nm
D) 360 nm
II. El metal que sirve de blanco debe tener una elevada temperatura de fusión. III. Cada fotón X (de longitud de onda mínima) emitido tiene una energía igual a la energía cinética del electrón incidente.
C) 310 nm E) 250 nm
A) VVF
Indique las proposiciones verdaderas (V) o falsas (F) respecto al efecto fotoeléctrico. I. La luz más brillante expulsará más fotoelectrones de una superficie fotosensible que la luz más débil de la misma frecuencia. II. La luz de alta frecuencia expulsa mayor cantidad de electrones que la luz de baja frecuencia.
B) VVF
D) FVF 3.
5.
Al incidir radiación sobre un metal se producen rayos X, que presentan una longitud de onda mínima igual a 0,05 nm. Calcule el voltaje acelerador. A) 10 kV D) 25 kV
6.
B) 15 kV
C) 20 kV E) 30 kV
II. Si la frecuencia de la luz es menor que la frecuencia umbral, se requiere de un cierto tiempo para que los fotoelectrones sean expulsados. III. Los fotoelectrones presentan la misma rapidez al ser expulsados. C) VFF E) FFF
Una estación de radio AM transmite una onda
electromagnética a una frecuencia de 655 kHz, mientras que una estación FM transmite a 91,9 MHz. ¿Cuántos fotones de AM son necesarios para tener una energía total igual a la de un fotón de FM?
I. La medición del voltaje de frenado permite determinar la energía cinética máxima del fotoelectrón.
D) FVF
E) VFF
C) VFF E) FFF
B) VVF
C) FVF
NIVEL INTERMEDIO
Indique las proposiciones verdaderas (V) o falsas (F) respecto al efecto fotoeléctrico.
A) VVV
B) FFV
D) VVV
III. Al aumentar la frecuencia de la luz, se incrementa la cantidad de electrones expulsados. A) VVV
Respecto al proceso de generación de rayos X, señale la verdad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones. I. Los rayos X se generan por el frenado de electrones con alta energía cinética.
Cuando nos exponemos al sol, nos bronceamos debido a la luz ultravioleta. Determine la longitud de onda de un fotón ultravioleta de 4,0 eV de energía. A) 1,75 nm
2.
Física moderna 4.
NIVEL BÁSICO
1.
Física
A) 175 D) 242 7.
B) 114
La estación de radio César Vallejo transmite a una frecuencia de 98,1 MHz. Si la potencia radiada desde la antena es 5,0×104 W, ¿cuántos fotones por segundo emitirá la antena? A) 5,7×1027 D) 5,6×1028
B) 1,2×1029
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C) 140 E) 275
22
C) 7,7×10 29 E) 6,2×1029
Física
Anual UNI
8.
La función trabajo de un metal es 4,73 eV. ¿Cuál es la frecuencia mínima (en 1015 Hz) que debe tener la luz para arrancar electrones del metal? A) 1,75 D) 1,42
9.
Física
B) 1,14
C) 2,14 E) 1,75
A) VVF B) FFV C) VVV D) VFF E) FVV 12.
La longitud de onda umbral para el cesio es 685 nm. Si una luz de longitud de onda de 470 nm ilumina una superficie de este metal, determine la energía cinética máxima (en 10 –18 J) de los fotoelectrones. ( h=6,6×10 – 34 J · s). A) 0,12 D) 0,26
B) 0,35
En la superficie de un metal incide luz de longitud de onda 281 nm. Aquella expulsa electrones con diferente rapidez. Si la rapidez mínima de un electrón es 3,48×10 15 m/s, ¿de qué metal se trata? metal
C) 1,14 E) 0,13
f(eV)
potasio
2,24
calcio
2,71
uranio
3,63
aluminio
4,08
oro
4,82
NIVEL AVANZADO
10.
Se requiere transformar energía eléctrica en energía luminosa, para ello se cuenta con un foco de 60 W cuya eficiencia es 2,1%. Considerando que toda la luz es de color verde (l=555 nm), determine el número de fotones liberados en cada segundo (en 1018 fotones/s) por el foco. A) 2,5 B) 4,4 C) 2,4 D) 3,6 E) 1,8
11.
A) uranio D) calcio
13.
B) aluminio
En la oscuridad, 530 fotones por segundo deben ingresar a un ojo humano para poder ver el objeto. Considerando que la luz es verde (l=555 nm) y el diámetro de la pupila del ojo mide 7,0 mm, ¿cuál es la distancia máxima (en 105 m) a partir de la cual el ojo es capaz de ver el foco? A) 1,7 D) 2,5
14.
Un tubo de rayos X funciona con una tensión de 15 kV. Señale la proposición verdadera (V) o falsa (F). I. El fotón más energético tiene 15 keV. II. La energía cinética de los electrones veloces antes de chocar con el ánodo es 15 kV. III. La longitud de onda del fotón más energétiº co es 0,828 A ..
C) oro E) potasio
B) 1,4
C) 2,1 E) 1,8
luminar una lámina de plata con luz ultravioº leta de l=2536 A . se produce el efecto fotoeléctrico, de tal forma que los fotoelectrones son frenados a un voltaje de 0,11 V. ¿Cuál es la función trabajo (en 10 –19 J) de la plata ( h=6,63×10 – 34 J · s)? A) 3,22 D) 7,66
B) 8,21
C) 1,28 E) 5,38
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10
Física
Academia CÉSAR VALLEJO
15.
º
Una luz de l=5800 A ., que incide sobre una su-
perficie metálica, genera efecto fotoeléctrico. Si el potencial de frenado es de 0,36 V, determine la frecuencia umbral (en 1013 Hz). A) 35 D) 26
B) 43
C) 38 E) 13
16.
Sobre el cátodo (de sodio) de un tubo de rayos catódicos se hace incidir una radiación de longitud de onda l=5 nm. Determine el voltaje de frenado si la función trabajo del sodio es 1,95 eV. ( h=6,62×10 – 34 J · s). A) 146,3 V D) 186,7 V
B) 216,6 V
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Material Didáctico N. o 8
24
C) 246,3 V E) 222 V
Anual UNI
ÓPTICA GEOMÉTRICA I
ÓPTICA GEOMÉTRICA II
ÓPTICA GEOMÉTRICA III
FÍSICA MODERNA
