Cuaderno PSU Fisica

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Educación Media

Dirección editorial Prof. Rodolfo Hidalgo Caprile

Jefatura de área Prof. Cristian Gúmera Valenzuela

Edición Prof. Elizabeth Barra Villalobos

Cuaderno de ejercicios PSU Según temario Demre Proyecto Bicentenario

Física

El material didáctico Cuaderno de ejercicios PSU, Proyecto Bicentenario , es una obra colectiva, creada y diseñada por el Departamento de Investigaciones Educativas de Editorial Santillana, bajo la dirección general de: RODOLFO HIDALGO CAPRILE

Subdirección editorial: Jefatura de área:

Ana María Anwandter Rodríguez Cristiann Gúmera Valenzuela Cristia

Edición:

Elizabethh Barra Villalobos Elizabet

Jefatura de estilo:

Alejandro Cisternas Ulloa

Corrección de estilo:

Alejandro Cisternas Ulloa

La realización gráfica ha sido efectuada bajo la dirección de: María Verónica Román Soto Con el siguiente equipo de especialistas Diseño y diagramación diagramación:: Cubierta: Producción:: Producción

Álvaro Pérez Monten Montenegro egro Raúl Urbano Cornejo Rosana Padilla Cencever

Referencias del texto Ensayos tipo PSU de los autores: Alfredo Gómez Alcorta, Mauricio Aguilar Baeza, Javier Zabalza Noain. Santillana del Pacífico S. A. de Ediciones, Santiago, Chile, 2008.

La editorial ha hecho todo lo posible por conseguir los permisos correspondientes para las obras con "Copyright" que aparecen en el presente texto. Cualquier error u omisión será rectificado en futuras impresiones a medida que la información esté disponible. Quedan rigurosamente prohibidas, sin la autorización escrita d e los titulares titul ares del "Copyright", bajo las sanciones establecidas en las leyes, la reproducción total o parcial de esta obra por cualquier medio o procedim procedimiento, iento, comprendidos comprendidos la reprografía y el tratamiento informático, y la distribución en ejemplares de ella mediante alquiler o préstamo público. © 2014, by Santillana del Pacífico S. A. de Ediciones, Dr. Aníbal Ariztía 1444, Providencia, Santiago (Chile) Inscripción N° 233.314 www.santillana.cl

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Ana María Anwandter Rodríguez Cristiann Gúmera Valenzuela Cristia

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Alejandro Cisternas Ulloa

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Álvaro Pérez Monten Montenegro egro Raúl Urbano Cornejo Rosana Padilla Cencever

Referencias del texto Ensayos tipo PSU de los autores: Alfredo Gómez Alcorta, Mauricio Aguilar Baeza, Javier Zabalza Noain. Santillana del Pacífico S. A. de Ediciones, Santiago, Chile, 2008.

La editorial ha hecho todo lo posible por conseguir los permisos correspondientes para las obras con "Copyright" que aparecen en el presente texto. Cualquier error u omisión será rectificado en futuras impresiones a medida que la información esté disponible. Quedan rigurosamente prohibidas, sin la autorización escrita d e los titulares titul ares del "Copyright", bajo las sanciones establecidas en las leyes, la reproducción total o parcial de esta obra por cualquier medio o procedim procedimiento, iento, comprendidos comprendidos la reprografía y el tratamiento informático, y la distribución en ejemplares de ella mediante alquiler o préstamo público. © 2014, by Santillana del Pacífico S. A. de Ediciones, Dr. Aníbal Ariztía 1444, Providencia, Santiago (Chile) Inscripción N° 233.314 www.santillana.cl

Presentación El Cuaderno de ejercicios PSU según temario Demre Proyecto Bicentenario es un material de apoyo que te permitirá evaluar tanto los conocimientos como las habilidades en el estudio de la física que se desarrollaron durante la educación media. Este cuaderno consta de un conjunto conjunt o de preguntas tipo PSU, en las que se consideran de modo ordenado y secuencial los contenidos cont enidos propuestos por el Demre para esta evaluación. Estas preguntas se organizan en función de identificar los logros de los aprendizajes, utilizar la información informac ión para mejorar m ejorar aquellos aspectos no logrados y profundizar en los logrados. ¡Buena Suerte!

3

Índice

I

Sonido ...........................................................6

II

Luz..............................................................11

III

Electricidad .................................................14

IV

El movimiento ..............................................20

V

El calor .......................................................25

VI

Tierra y su entorno .......................................32

VII

Mecánica .....................................................36

VIII

Fluidos ........................................................46

IX

Electricidad y magnetismo ............................55

X

Mundo Atómico............................................67

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Cuaderno PSU Estas pruebas comprenden preguntas acerca de los contenidos del área de Ciencias, específicamente del subsector de física. En ellas se evalúan las habilidades y contenidos declarados para este subsector en la educación media, y que te permitirá preparar de mejor manera la Prueba de Selección Universitaria. Lee atentamente las preguntas de cada prueba antes de responder. Luego, puedes reunirte con una compañera o compañero y comentar las respuestas. Registra aquellos contenidos cuyos resultados no fueron los esperados, de manera que puedas reforzarlos posteriormente. Recuerda que puedes comenzar por los temas que te parezcan mejor resolver primero. ¡Éxito en tu trabajo!

I

Sonido

VIBRACIÓN

Y SONIDO

Lee atentamente las preguntas antes de contestar.

1. La unidad de medida de la intensidad de sonido en el sistema internacional es el: A) hertz. B) metro. C) pascal. D) decibel. E) segundo.

2. Las láminas de material sólido o flexible vibran al ser golpeadas por nuestras manos u otro objeto, y forman parte de múltiples instrumentos musicales. El sonido que ellas emiten depende de su: A) color. B) forma. C) tamaño. D) posición. E) luminosidad.

3. La guitarra es un instrumento musical que utiliza cuerdas para producir su sonido distintivo. Ellas vibran por el roce de las yemas de nuestros dedos. El cuerpo de este instrumento cumple la función de: A) caja de resonancia. B) receptor de las vibraciones. C) transmisor de la vibración. D) transmisor de sonido. E) interferómetro del sonido.

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Física 4. ¿Cuál de los siguientes grupos de medios están ordenados de mayor a menor grado de eficiencia en la transmisión de una vibración? A) Aire – Cartón – Lata B) Cobre – Agua – Aire C) Aluminio – Aire – Agua D) Agua – Oxígeno – Cobre E) Papel – Acero – Oxígeno

5. En un estudio de grabación, las paredes donde se graba están construidas con materiales adecuados para lograr aislar el sonido. Esto se puede realizar porque: I. se emiten sonidos de bajo volumen. II. se cierra herméticamente la habitación. III. se utilizan materiales absorbentes en las paredes. De estas afirmaciones, ¿cuál(es) es(son) verdadera(s)? A) Solo I B) Solo II C) Solo III D) Solo I y II E) Solo II y III

6. Al hablar en una gran habitación vacía es posible escuchar un eco. Este fenómeno se debe a que el sonido mayoritariamente se: I. refleja. II. absorbe. III. transmite. De estas afirmaciones es(son) verdadera(s): A) Solo I B) Solo I y II C) Solo I y III D) Solo II y III E) I, II y III

7. El umbral del dolor para el ser humano ocurre cuan do un sonido llega a los: A) 10 dB. B) 30 dB. C) 60 dB. D) 90 dB. E) 120 dB.

7

Cuaderno PSU 8. En las catedrales se produce un fenóm eno conocido como reverberación, que es la mezcla de sonidos debida a la reflexión sucesiva de este ¿De qué material cubrirías las paredes de la catedral para disminuir este efecto? A) vidrio. B) madera. C) cerámica. D) cortinas. E) aluminio.

9. En un experimento se construye un intercomunicador con un alambre y dos tarros de aluminio en sus extremos. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones corresponde a una hipótesis del experimento? A)

El sonido no se transmite porque los tarros son malos conductores del sonido.

B) El sonido se transmite eficazmente debido a la densidad del alambre y de los tarros. C) El sonido no se transmite eficazmente debido a la densidad del alambre y de los tarros. D) El sonido se pierde rápidamente debido a que el alambre y los tarros son malos transmisores. E) El sonido que se emite en uno de los tarros de aluminio se transmite en el alambre hasta el otro tarro.

10. Una cuerda de una guitarra mientras menos tensa esté, al hacerla vibrar producto de una misma fuerza produce un sonido: A) más grave. B) más agudo. C) de menor timbre. D) de mayor intensidad. E) de menor intensidad.

11. La característica principal de un infrasonido y por la que no lo podemos escuchar es que: A) la frecuencia de este es 0 Hz. B) el volumen de este es menor de 0 dB. C) la frecuencia de este es menor de 20 Hz. D) la frecuencia de este es menor de 20 kHz. E) el volumen de este es menor de 100 dB.

12. La capacidad del ser humano de percibir sonidos depende de la frecuencia de estos. Así el ser humano es capaz de percibir sonidos dentro del rango de frecuencias: A) 20 Hz a 20 kHz. B) 20 Hz a 2.000 Hz. C) 200 Hz a 20 kHz. D) 2 kHz a 20 MHz. E) 20 kHz a 2 MHz.

8

Física

ONDAS Y SONIDO Lee atentamente las preguntas antes de contestar.

1. Cuando el sonido se propaga por el aire se producen zonas de alta presión y otras de baja presión. El nombre que reciben estas últimas zonas es: A) nodo. B) antinodo. C) rarefacción. D) compresión. E) condensación.

2. Un murciélago no tiene el sentido de la vista por lo que para desplazarse y cazar hace uso de sonidos ultrasónicos. Si un murciélago emite un sonido de 68 kHz, entonces la longitud de onda de este sonido que se propaga por el aire es: A) 0,0005 m. B) 0,005 m. C) 0,05 m. D) 0,5 m. E) 5 m.

3. El período de una onda que se desplaza con una rapidez de 20 m/s es 40 s. Entonces su frecuencia en ciclos por segundo es: A) 0,00025 B) 0,0025 C) 0,025 D) 0,25 E) 0,5

4. Si la frecuencia de una onda se duplica, entonces su período se: A) duplica. B) mantiene. C) cuadruplica. D) reduce a la mitad. E) reduce a la cuarta parte.

5. El silbido de un tren se escucha con distinta frecuencia cuando se acerca hacia nosotros, detenidos en la estación de trenes, que cuando se aleja. Este fenómeno se explica por: A) resonancia. B) reverberación. C) el efecto Doppler. D) interferencia constructiva. E) el principio de superposición

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Cuaderno PSU COMPOSICIÓN

DEL SONIDO

Lee atentamente las preguntas antes de contestar.

1. En la figura se muestran dos ondas: onda 1

onda 2 Si entre ellas existe interferencia destructiva, la onda resultante es: A

D

B

E

C

2. Dos sonidos producidos por dos instrumentos distintos, por ejemplo la nota La en un piano y la nota La en un diapasón, pueden tener la misma frecuencia fundamental (440 Hz), pero serán escuchados de forma distinta por una persona. Esta cualidad que diferencia un sonido de otro se denomina: A) tono. B) timbre. C) volumen. D) amplitud. E) armónica.

10

Física

II

Luz

PROPAGACIÓN DE LA LUZ Lee atentamente las preguntas antes de contestar.

1. La luz que recibimos desde el exterior pasa a través de varias estructuras en nuestro ojo. Una de estas y que trabaja como una lente es: A) el iris. B) la retina. C) la pupila. D) el cristalino. E) el humor vítreo.

2. ¿En cuál de los siguientes fenómenos o artefactos se aplica la reflexión de la luz? I. En un endoscopio. II. Cuando observamos un objeto. III. En la transmisión de información por fibra óptica. A) Solo I B) Solo I y II C) Solo I y III D) Solo II y III E) I, II y IIII

3. Respecto de la ley de reflexión se afirma que: I. el rayo incidente y el rayo reflejado están dentro del mismo plano. II. el rayo reflejado y la recta normal están en distintos planos. III. el ángulo de incidencia es el doble que el ángulo de reflexión respecto de la recta normal. Es (son) correctas. A) Solo I B) Solo II C) Solo III D) Solo I y II E) Solo II y III

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Cuaderno PSU 4. Dentro de un recipiente de vidrio cerrado al vacío hay una linterna encendida y una campanilla que vibra constantemente. El hecho de que podamos ver la luz de la linterna y no podamos escuchar el sonido de la campanilla se debe a que el sonido respecto de la luz: I. posee menos energía. II. es una onda mecánica. III. tiene una menor rapidez. De estas afirmaciones, es(son) verdadera(s): A) Solo I B) Solo II C) Solo III D) Solo I y II E) Solo I y III

5. En la figura se muestran tres espejos en los cuales se refleja un rayo de luz. Si el ángulo de incidencia del rayo que se refleja en el espejo 1 mide 70°, entonces el valor de la medida del ángulo de reflexión en el espejo 3 es: A) 20° B) 30° C) 40° D) 60°

Espejo 3

E) 70°

70º

110º Espejo 1

12

Física

6. Si una onda incidente llega formando un ángulo respecto a la perpendicular, entonces al transmitirse al otro medio cambia la dirección de su propagación. Este fenómeno se conoce como: A) difusión. B) emisión. C) reflexión. D) refracción. E) interferencia.

NATURALEZA DE LA LUZ Lee atentamente las preguntas antes de contestar.

1. ¿En cuál de los siguientes fenómenos o artefactos no se observa la dispersión cromática? A) Arcoíris. B) Hologramas. C) Discos compactos. D) Burbujas de jabón. E) Pantalla de televisión.

2. El fenómeno ondulatorio en que una onda que pasa por el borde de un objeto se desvía con respecto a la dirección en que venía se denomina: A) reflexión. B) refracción. C) absorción. D) difracción. E) interferencia.

3. Al pasar un rayo de luz por una pequeña rendija y proyectarlo sobre una superficie, se observan zonas iluminadas y otras oscuras. Este último fenómeno se debe principalmente al fenómeno de la: A) reflexión. B) difracción C) refracción. D) absorción. E) interferencia.

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Cuaderno PSU

III

Electricidad

CARGA ELÉCTRICA Lee atentamente las preguntas antes de contestar.

1. El voltaje eléctrico que llega a nuestras casas en condiciones de normal funcionamiento tiene las características de magnitud de voltaje y frecuencia de: A) 100 V y 50 Hz. B) 110 V y 50 Hz. C) 110 V y 60 Hz. D) 220 V y 50 Hz. E) 220 V y 60 Hz.

2. La explicación de que los protones no se repelen dentro del núcleo del átomo es por la interacción de la fuerza: A) eléctrica. B) de gravedad. C) nuclear débil. D) nuclear fuerte. E) electromotriz.

3. La unidad de medida de la carga eléctrica es el: A) volt. B) watt. C) joule. D) ampere. E) culombio.

4. En la figura se  muestran tres esferas idénticas, pero distintas eléctricamente, colgadas de hilos. La esfera A tiene carga positiva, la esfera B es neutra y la esfera C tiene carga negativa. Si se acerca a cada uno de ellos, sin tocarlos y a una misma distancia, un objeto cargado positivamente, ¿cuál(es) de las esferas se moverán hacia e objeto? A) la esfera A. B) la esfera B. C) la esfera C. D) las esferas A y B. E) las esferas B y C.

14

A

B

C

+++

+++

+++

+++

+++

+++

Física

5. Se tiene una esfera eléctricamente neutra y aislada a la cual se acerca un cuerpo con carga negativa. Posteriormente, la esfera se conecta a tierra, como se muestra en la figura, y luego de un tiempo se desconecta de tierra, entonces la esfera:

Interruptor

Esfera neutra

Tierra

I. quedará cargada positivamente. II. perderá electrones que se movieron por medio del contacto a tierra. III. recibirá la carga positiva desde tierra atraída por el objeto cargado negativamente. De estas afirmaciones es (son) verdadera (s): A) Solo I B) Solo II C) Solo III D) Solo II y III E) I, II y III

CORRIENTE

ELÉCTRICA

Lee atentamente las preguntas antes de contestar.

6. Sabiendo que la carga eléctrica de 1 C es equivalente a la carga eléctrica de 6,242 x10 18 electrones, entonces ¿cuánto tiempo demoran en cruzar una sección transversal de un conductor cilíndrico 12,482 x 1018 electrones si la corriente eléctrica por el conductor es 10 mA? A) 0,005 s B) 0,05 s C) 2 s D) 20 s E) 200 s

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Cuaderno PSU 7. La relación correcta entre el voltaje (V), la corriente eléctrica (I) y el valor de la resist encia eléctrica (R) en el circuito de la figura es: A) V = R + I B) V = R - I C) I = V • R

V

D) V = I • R

R

E) R = V • I

8. En el circuito de la figura la corriente eléctrica que circula por la resistencia d e 2 ohm es: A) 1 A B) 3 A

10 ohm

C) 5 A D) 6 A E) 10 A

MAGNETISMO

   ]    V    [    2    1

  m    h   o    4

  m    h   o    2

R

Y FUERZA MAGNÉTICA

Lee atentamente las preguntas antes de contestar.

1. Se tiene un imán con los polos norte magnético (N) y sur magnético (S), como muestra la figura. Si este se divide y forman dos imanes, entonces los extremos de los nuevos imanes que tienen el polo magnético norte son: N

Extremo A

A) A y B. B) A y C.

Extremo B

C) B y C. D) B y D.

Extremo C

E) C y D.

S

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Extremo D

Física

2. En cualquier transformador eléctrico ideal lo que se mant iene constante entre primario y secundario es: A) el voltaje. B) la corriente. C) la potencia eléctrica. D) la magnitud del campo eléctrico. E) la magnitud del campo magnético.

3. Un transformador ideal tiene como objetivo principal en su funcionamiento: A) cambiar la magnitud de un voltaje. B) cambiar el valor de la potencia eléctrica. C) cambiar el valor de la energía eléctrica. D) cambiar la magnitud de un campo eléctrico. E) cambiar la magnitud de un campo magnético.

4. Si se tiene un conductor eléctrico recto por el cual circula una corriente continua (i), entonces las líneas de campo magnético (  B ) que se forman tienen el aspecto que se muestra en la figura: i

i

A

B

D

i

B

B

i B

E

B

i

C

B

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Cuaderno PSU 5. Una bobina, como la que se muestra en la figura, genera un campo magnético cuando circula por ella una corriente continua de magnitud i, cuya magnitud está dada por la expresión n0n i, donde n0 es la permeabilidad l del vacío, N el número de vueltas de la bobina y el largo de ella. Entonces, si el largo de la bobina se cuadruplica, el número de vueltas se duplica y la corriente que circula por ella se reduce a la mitad, la magnitud del campo magnético se: A) duplica.

N

B) mantiene. C) cuadruplica. D) reduce a la mitad. E) reduce a la cuarta parte.

ENERGÍA

ELÉCTRICA

Lee atentamente las preguntas antes de contestar.

1. Que la diferencia de voltaje entre los terminales de una batería de automóvil sea igual a 12 V es equivalente a afirmar que se requieren: A) 12 joules de energía para que por la batería circule 1 ampere. B) 12 amperes para generar 1 joule de energía para el funcionamiento del auto. C) 12 joules de energía para mover cualquier carga eléctrica entre los terminales de la batería. D) 24 joules de energía para mover una carga de 2 culombios entre los terminales de la batería. E) 24 joules de energía para mover una carga de 1 culombios entre los terminales de la batería.

2. La corriente eléctrica que recibimos en nuestras casas podría ser producida por generadores de energía eléctrica que giran a 3.600 r.p.m. Entonces, su frecuencia de giro, expresada en Hz, es: A) 40 B) 50 C) 60 D) 70 E) 80

18

Física

3. Una aspiradora tiene como datos de fabricación que consume 1.400 W conectada a la red domiciliaria. Si esta red se representa en un circuito eléctrico,h la aspiradora se puede modelar por una resistencia que consume 1.400 W; entonces el valor de esta resistencia, expresado en ohm, es: 2202 A) 1.440 2 1.440 B) 220 1.4402 C) 220 V Aspiradora 2202 1.440 D) 220 220 E) 1.440

4. Existiendo tanta energía proveniente del sol, la(s) razón(es) del uso no masivo de generación de energía eléctrica por medio de esta fuente es(son): I. el costo económico de construcción de cada una de las celdas. II. la dificultad de almacenamiento de esta energía para uso posterior. III. la necesidad de una gran superficie para ubicar las celdas fotovoltaicas si se quiere generar una gran cantidad de energía eléctrica. De las afirmaciones anteriores es (son) verdadera (s): A) Solo I B) Solo III C) Solo I y II D) Solo I y III E) I, II y III

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Cuaderno PSU

IV

El movimiento

DESCRIPCIÓN

DEL MOVIMIENTO

Lee atentamente cada pregunta antes de contestar.

1. Un grupo de excursionistas encuentran un pozo vertical que desean bajar, pero no saben la profundidad de este. Uno de ellos propone dejar caer una piedra al interior de él midiendo el tiempo hasta el momento en que se escucha chocar con el fondo. Si este tiempo fue de 8 s, ¿cuál es la profundidad del pozo? (Utilizar g = 10 m/s 2) A)

40 m.

B) 80 m. C) 160 m. D) 320 m. E) 640 m.

2. ¿A quién se atribuye la demostración de que al dejar caer cuerpos en ausencia de aire, todos lo hacen con la misma aceleración? A)

Kepler.

B) Galileo. C) Newton. D) Einstein. E) Copérnico.

3. La aceleración de gravedad de la Luna es aproximadamente de 1,6 m/s 2. Esto quiere decir que al dejar caer un cuerpo en ella, este: A)

se desplazará 1,6 m en 1 s.

B) se desplazará 3,2 m en 1 s. C) disminuirá su velocidad 1,6 m/s en cada segundo. D) aumentará su velocidad 1,6 m/s en cada segundo. E) aumentará su velocidad 3,2 m/s en cada segundo.

20

Física

4. El siguiente gráfico representa el recorrido de un automóvil al desplazarse desde Santiago a Talca. Del gráfico, se puede afirmar que:

d(km)

I. el automóvil se detuvo durante 120 minutos. II. su rapidez media entre 0 y 3 horas fue de 40 km/h. III. la distancia total recorrida fue de 210 km.

210

De estas afirmaciones es (son) correcta (s):

120

A) Solo I B) Solo II C) Solo I y II D) Solo II y III

1

2

3

4

5

t(h)

E) I, II y III

5. Un tren entra a una estación con una rapidez de 8 km/h. En el interior de la estación, un pasajero camina a 2 km/h respecto del tren en su misma dirección y sentido. ¿Cuál es la rapidez, en km/h, del pasajero observada por una persona en reposo situada en el andén? A) 2 B) 6 C) 8 D) 10 E) 16

6. Una manzana cae desde 30 m de altura, demorando t segundos. Si se desprecia el roce con el aire, ¿cuál es el gráfico que mejor representa la caída de la manzana con respecto al suelo en función del tiempo?

A

Altura (m) 30

B

t

D

Tiempo

Altura (m) 30

E

t

Altura (m) 30

Tiempo

C

t

Tiempo

t

Tiempo

Altura (m) 30

t

Tiempo

Altura (m) 30

21

Cuaderno PSU 7. El siguiente gráfico muestra la rapidez de un móvil en función del tiempo. A partir de este, es correcto afirmar que:

vm s

A) estuvo detenido durante dos segundos. B) su aceleración entre el segundo 2 y 4 es 1,5 m/s2.

4

C) su rapidez media fue de 4 m/s entre los 0 y 5 segundos. D) la distancia recorrida entre los 2 y 4 s fue 3 m.

3

E) recorrió una mayor distancia entre los 4 y 5 s

2

que entre los segundos 0 y 2.

1 1

2

3

4

5

t(s)

FUERZA Y MOVIMIENTO Lee atentamente cada pregunta antes de contestar.

1. Cuando estamos dentro de un vehículo detenido y se produce una partida brusca, nuestro cuerpo tiende a irse hacia atrás. Esto se explica por: A) la ley de inercia. B) la ley de acción y reacción. C) la segunda ley de Newton. D) la ley de conservación de energía. E) la ley de conservación del momento lineal.

2. En la figura se muestra la vista superior de una mesa de pool. La bola 5 está detenida y será golpeada por la bola blanca justo antes del choque de 3 m/s. Después del choque, la bola 5 se desplaza un metro durante medio segundo hasta caer al hoyo. Si ambas bolas tienen la misma masa y si se desprecia el roce entre la mesa y la bola 5, ¿cuál es la rapidez, en m/s, de la bola blanca inmediatamente después del choque? A) 0 B) 1

1m

C) 2 D) 3 E) 4

Bola 5 Bola blanca

22

Física

3. Un bloque de madera de 5 kg descansa sobre una mesa de madera donde existe roce con un coeficiente de rozamiento estático ne= 0,7. Si sobre el bloque se aplica una fuerza horizontal de magnitud 20 N, entonces la fuerza de roce estático tiene una magnitud de (Considera g = 10 m/s 2). A) 250 N B) 175 N C) 50 N D) 35 N E) 20 N

4. El bloque de la figura se desplaza sobre una superficie sin roce con rapidez constante de 5 m/s hasta que ingresa a una zona rugosa. Luego avanza 2,5 m y se detiene. Si la masa del bloque es de 4 kg, ¿cuál es el coeficiente de roce cinético entre el bloque y la zona rugosa? Considera g = 10 m/s2. v = 5 m/s 4 kg Zona lisa

4 kg Zona rugosa 2,5 m

A) 0,2 B) 0,4 C) 0,5 D) 0,7 E) 0,9

5. Entre el roce estático ne y el roce dinámico nc, siempre se cumple la siguiente relación: ne > nc B) ne < nc C) ne = nc D) ne = 2nc E) ne = nc +1 A)

6. ¿Cuál de las siguientes herramientas tiene como principio de funcionamiento el concepto de torque? A) Hacha. B) Martillo. C) Serrucho. D) Pelacables. E) Llave inglesa.

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Cuaderno PSU 7. Al abrir una puerta es más fácil hacerlo por medio de una fuerza aplicada en el extremo de la puerta más alejado del eje de las bisagras, que hacerlo por medio de la misma fuerza pero aplicada en el centro de la puerta. Esto se debe a que: I. existe más roce con el aire en el centro de la puerta que en el extremo de ella. II. es más grande el torque con la fuerza aplicada en el extremo de la puerta que en el centro de ella. III. la velocidad angular de la puerta es más grande en su extremo que en su centro. ¿Cuál (es) de las siguientes afirmaciones es (son) correcta (s)? A) Solo I B) Solo II C) Solo III D) Solo II y III E) I, II y III

8. Dos niños de masas 30 kg y 40 kg se suben cada uno a un extremo de un balancín. Si el niño de masa 30 kg se ubica a dos metros del pivote, ¿a qué distancia se debe ubicar el otro niño para que el balancín esté en equilibrio? A) 0,5 m B) 1,0 m C) 1,5 m D) 2,0 m E) 2,5 m

ENERGÍA

MECÁNICA

Lee atentamente cada pregunta antes de contestar.

1. Un obrero debe cargar un camión levantando sacos, de masa 50 kg, desde el suelo hasta una altura de 2,5 m. Entonces, si un camión debe ser cargado con 10 sacos, ¿cuál es el valor del trabajo total realizado por el obrero? Considera g = 10 m/s 2. A) 12,5 J. B) 125 J. C) 1.250 J. D) 12.500 J. E) 125.000 J.

2. ¿Cuál de las siguientes fuerzas realiza un trabajo negativo? A) fuerza del puntapié que un futbolista aplica a una pelota. B) tensión del cable que sujeta al ascensor mientras este va subiendo. C) fuerza de roce entre los neumáticos de un automóvil y el pavimento. D) fuerza que aplican los caballos a un carretón para que este se mueva. E) fuerza del brazo de una persona que sujeta una maleta mientras camina.

24

Física

3. Un cuerpo de masa m se desplaza con rapidez v. Si su rapidez se triplica, entonces su energía cinética se (Considera g = 10 m/s 2): A) triplica. B) mantiene constante. C) reduce a la tercera parte. D) reduce a la novena parte. E) hace nueve veces más grande.

4. ¿Hasta qué altura debería levantar un kilo de azúcar una persona que desea consumir una caloría (aproximadamente 4 x 10 3 J)? Considera g = 10 m/s2. A) 4 x 102 m B) 4 x 103 m C) 4 x 104 m D) 4 x 10 5 m E) 4 x 10 6 m

V

El calor

LA TEMPERATURA Lee atentamente cada pregunta antes de contestar.

1. Un trozo de cobre se calienta hasta los 200 °C para luego ser sumergido en un recipiente que contiene agua a una temperatura de 20 °C. Entonces, se afirma que: I. el trozo de cobre cede calor al agua. II. el agua cede calor al trozo de cobre. III. después de un tiempo, tanto el agua como el trozo de cobre tienen la misma temperatura. De estas afirmaciones es (son) verdadera (s): A) Solo I B) Solo II C) Sólo III D) Solo I y III E) Solo II y III

25

Cuaderno PSU 2. Se tienen dos cuerpos, P y Q, en contacto. Considera: TP = Temperatura Temperatura cuerpo P. TQ = Temperatura cuerpo Q. Tamb = Temperatura ambiente. Si fluye calor desde el cuerpo Q al P, entonces es correcto afirmar que: A) TP = TQ B) TP < TQ C) TP > TQ D) TP = TQ + Tamb E) TP + Tamb = TQ

3. La relación matemática entre grados Fahrenheit (TF) y Celsius (Testá dada por la expresión TC = 5(TF– 32°). Entonces, la temperatura de ebullición del agua en grados Fahrenheit Fahrenheit es de: d e:

9

A) 32° F B) 100° F C) 212° F D) 273° F E) 373° F

(Testá dada por la expresión 4. La relación matemática entre grados Fahrenheit (TF) y Celsius (Testá TC = 5 (TF – 32°). Si la temperatura de un día caluroso en un desierto es de 80 °C y la de un día "frío" en un 9 glacial es 120 °C menos, entonces la diferencia de temperatura entre el glacial y el desierto, expresada expresada en grados Fahrenheit, es de: A) 32° B) 80° C) 184° D) 216° E) 248°

t emperaturaa denominada centígrada es la escala: 5. La escala de temperatur A) Pascal. B) Kelvin. C) Celsius. D) Ranking. E) Fahrenheit.

26

Física

d e acuerdo con la relación DL = a0L0DT, donde DL es el cambio de 6. Los cuerpos se dilatan producto del calor de longitud, a es el coeficiente de expansión lineal (depende de cada material), L el largo original de un cuerpo y DT el aumento de temperatura del cuerpo. Si un trozo de acero ( a = 11 x 10-6 1/°C)aumenta su temperatura de 10 °C a 60 °C, teniendo un cambio de longitud de 0,22 cm, entonces su longitud a los 10 °C es de: A) 0,004 m. B) 0,04 m. C) 0,4 m. D) 4 m. E) .40 m

MATERIALES Y CALOR Lee atentamente cada pregunta antes de contestar contestar..

vidrio 0,2 cal/g°C , se afirma afirma que: 1. Si el calor específico del agua es 1 cal/g°C y el del vidrio I. para aumentar su temperatura temperatura la misma cantidad de grados, grados, el agua requiere requiere más energía calórica que el el vidrioo si se trata de la misma cantidad de materia. vidri II. para enfriar tres gramos de agua desde 12 °C a 8 °C ella debe ceder 12 calorías. III. el vidrio vidrio se enfría más rápido que el agua si se trata t rata de una misma cantidad de materia e igual temperatura, siempre que sea mayor a la del medio ambiente. De estas es tas afirmaci afirmaciones ones es (son) correcta (s): A) Solo I B) Solo II C) Solo I y II D) Solo II y III E) I, II y III

el peor conductor conducto r de calor es el: 2. De los siguientes elementos, el A) Oro. B) Aire. C) Agua. D) Cobre. E) Vidrio.

3. Sabiendo que el calor específico del agua es 1 cal/g°C, ¿cuántas calorías es necesario proporcionar a 5 g de agua para elevar su temperatura de 0 °C a 50 °C? A) 0,025 cal. B) 0,25 cal. C) 2,5 cal. D) 25 ca.l E) 250 cal.

27

Cuaderno PSU 4. Cuando estamos frente a una fogata se produce transmisión de calor desde la fogata a nuestro cuerpo mayoritariamente por medio del fenómeno de:

I. conducción. II. convección. III. radiación. De estas es tas afirmaci afirmaciones ones es (son) correcta (s): A) Solo I B) Solo II C) Solo III D) Solo I y II E) II y III

5. La expresión Q = mc DT muestra la relación matemática del calor absorbido (o cedido) con la masa "m" y el calor específico "c" de un cuerpo al elevar (o disminuir) su temperatura en DT grados Celsius. ¿Cuánta energía es necesaria aplicar a dos kilos de agua para que aumente su temperatura en 5 °C? (C = 4.186 J/kg°C) A) 4,186 J B) 41,86 J C) 418,6 J D) 4.186 J E) 41.860 J

6. La razón por la que al tocar con el pie descalzo una baldosa esta se siente más helada que una alfombraestando ambas a la misma temperatura, es que: A) la alfombra es peor conductor de calor que la baldosa. B) las moléculas de la baldosa tienen menor energía cinética. C) las moléculas de la alfombra tienen mayor energía cinética. D) la baldosa cede al cuerpo el frío con mayor rapidez que la alfombra.

rapidez que la baldosa. E) la alfombra absorbe desde el cuerpo el calor con mayor rapidez

7. El proceso en que una sustancia pasa directamente desde el estado sólido al gaseoso se denomina: A) fusión. B) sublimación. C) solidificación. D) evaporación. E) condensación.

28

Física

8. Considera: T1: T° corporal de la persona que "siente fría" la cuchara. T2: T° corporal de la persona que "siente caliente" la cuchara. TC: T° de la cuchara. Si dos personas tocan una cuchara metálica con sus manos. Una de ellas la "siente fría" y la otra la "siente caliente". Esta diferencia de apreciación se puede explicar porque: A) TC < T1 < T2 B) TC < T2 < T1 C) T1 < TC < T2 D) T2 < TC < T1 E) T1 < T2 < TC

9. En un día frío, al abrigarnos con una frazada "sentimos" calor. Esto se explica porque la frazada: I. produce calor que es absorbido por nuestro cuerpo. II. absorbe calor del medio ambiente y lo traspasa a nuestro cuerpo. III. no permite el flujo de calor desde nuestro cuerpo hacia el medio ambiente. De estas afirmaciones es (son) verdadera (s): A) Solo I B) Solo II C) Solo III D) Solo I y II E) Solo I y III

10. Se afirma que en los siguientes fenómenos o actividades existe transformación de energía en calor producto del roce:

I. Lijar un trozo de madera. II. Estrellas fugaces. III. Frotarse las manos. De estas afirmaciones es (son) verdadera (s): A) Solo I B) Solo III C) Solo I y II D) Solo I y III E) I, II y III

29

Cuaderno PSU CONSERVACIÓN

DE LA ENERGÍA

Lee atentamente cada pregunta antes de contestar.

1. Una caloría (cal) es equivalente a: A) 0,4186 J B) 4,186 J C) 41,86 J D) 418,6 J E) 4,186 J

2. Al introducir una bebida dentro de una cubeta con hielo no es correcto afirmar que: A) la bebida cede calor al hielo. B) el hielo aumenta su temperatura. C) la bebida absorbe frío desde el hielo. D) el interior del hielo aumenta la actividad molecular E) la bebida en su interior disminuye la actividad molecular.

3. Una persona al lanzarse por un tobogán pierde energía mecánica al llegar al suelo. La energía perdida se transforma en: A) calor. B) roce. C) energía cinética. D) energía química. E) energía potencial.

4. ¿Cuál de las siguientes fuentes de energía no es de origen fósil? A) Carbón. B) Madera. C) Bencina. D) Petróleo. E) Gas natural.

30

Física

5. Se afirma que en un automóvil se producen las siguientes transformaciones de energía: I. mecánica en calor. II. química en eléctrica. III. química en mecánica. De estas afirmaciones es (son) verdadera (s): A) Solo I B) Solo II C) Solo I y II D) Solo II y III E) I, II y III

6. Como se muestra en la figura, al caer un objeto de masa M desde una altura h, hace girar las aspas las que, producto del roce calientan el agua. Si se considera que la disminución de energía potencial de la masa M se transforma, sin pérdida, en calor Q que se proporciona al agua según la relación Q = mc DT (m: masa del agua; c: calor específico del agua y DT: aumento de temperatura del agua), entonces, una expresión para M es: mgcDT h mcDT B) gh mchDT C) g gh D) mcDT A)

E)

mhDT gc

ml

50

250

0 40

10 20

200

h

30

30 150

40 50 60

M

70

T

21,2º

20 100 10

80

m

50

90 0

100

cm

0

31

Cuaderno PSU

VI

Tierra y su entorno

LA TIERRA Lee atentamente cada pregunta antes de contestar.

1. La Tierra posee en su interior distintas capas que se diferencian por: I. la composición química de cada una. II. la temperatura a la que se encuentra cada una. III. las diferentes densidades y presiones de los materiales en cada una de ellas. ¿Cuál (es) de las siguientes afirmaciones es (son) correcta (s)? A) Solo I B) Solo II C) Solo I y II D) Solo II y III E) I, II y III

2. Los temblores y terremotos que se perciben en nuestro país se originan por: I. el volcanismo. II. la placa de Nazca, que choca con la placa Sudamericana. III. la presencia de la cordillera de los Andes y de la Costa. De estas afirmaciones es (son) verdadera (s): A) Solo I B) Solo II C) Solo III D) Solo I y II E) Solo II y III

SISTEMA

SOLAR

Lee atentamente las preguntas antes de contestar.

1. Los planetas del sistema solar describen órbitas alrededor del Sol en forma: A) circular. B) parabólica. C) elíptica. D) hiperbólica. E) de hélice.

32

Física

2. El fenómeno del achatamiento polar en planetas como Júpiter, Saturno o la Tierra tiene su origen en: A) el movimiento de rotación de los astros. B) un proceso de deformación por el peso de su masa total. C) la influencia de la gravedad solar sobre los planetas. D) el peso de los casquetes polares sobre la superficie de los planetas. E) la influencia del fenómeno de nutación en los planetas.

3. ¿Cuál de los siguientes movimientos es realizado por la Tierra? I. Rotación. II. Traslación. III. Nutación. De estas respuestas es (son) correcta (s): A) Solo I B) Solo II C) Solo I y II D) Solo I y III E) I, II y III

4. Un eclipse lunar se debe a que la Tierra, la Luna y el Sol se alinean. ¿Cuál es el orden de estos cuerpos celestes? A) Sol – Tierra – Luna B) Sol – Luna – Tierra C) Tierra – Sol – Luna D) Tierra – Luna – Sol E) Luna – Sol – Tierra

5. La Luna completa una vuelta alrededor de la Tierra en aproximadamente: A) 25 días. B) 27 días. C) 29 días. D) 30 días. E) 31 días.

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Cuaderno PSU EL UNIVERSO Lee atentamente cada pregunta antes de contestar.

1. Una estrella en su evolución podría terminar como un (a): I. enana blanca. II. estrella de neutrones. III. agujero negro. De estas afirmaciones es (son) verdadera (s): A) Solo I B) Solo II C) Solo I y II D) Solo II y III E) I, II y III

2. ¿Qué tipo de galaxia es la Vía Láctea? A) espiral. B) elíptica. C) irregular. D) lenticular. E) esférica.

3. Un modelo del universo cerrado plantea que el fin del universo será cuando: I. la temperatura del universo sea 0 K. II. la densidad del universo sea infinita. III. toda la materia se contraiga en un único punto. De estas afirmaciones es (son) correcta (s): A) Solo I B) Solo II C) Solo III D) Solo I y II E) Solo II y III

34

Física

4. ¿Qué podemos afirmar correctamente respecto del conocimiento astronómico? A) Los griegos desconocían que la Tierra es una esfera. B) Eratóstenes midió el radio de la Tierra en el siglo II a. C. C) Con el desarrollo de la Ilustración se inició la astronomía. D) La cultura persa apenas avanzó en el conocimiento astronómico. E) La observación de los fenómenos celestes tomó importancia en el siglo XVI.

5. Existiendo tanta energía proveniente del Sol, la (s) razón (es) del uso no masivo de generación de energía eléctrica por medio de esta fuente es (son):

I. el costo económico de construcción de cada una de las celdas. II. la dificultad de almacenamiento de esta energía para uso posterior. III. la necesidad de una gran superficie para ubicar las celdas fotovoltaicas si se quiere generar una gran cantidad de energía eléctrica. De las afirmaciones anteriores es(son) verdadera(s): A) Solo I B) Solo III C) Solo I y II D) Solo I y III E) I, II y III

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Cuaderno PSU

VII

Mecánica

MOVIMIENTO

CIRCUNFERENCIAL

Lee atentamente las preguntas antes de responder.

1. Un vector tiene: I. magnitud. II. dirección. III. sentido. De estas afirmaciones es (son) verdadera (s): A) Solo I B) Solo II C) Solo III D) Solo I y III E) I, II y III

2. ¿Cuál de las siguientes magnitudes es una magnitud vectorial? A) Trabajo mecánico. B) Energía mecánica. C) Potencia mecánica. D) Rapidez tangencial. E) Desplazamiento angular.

3. ¿Cuál de las siguientes magnitudes físicas de movimiento circunferencial no es una magnitud vectorial? A) Rapidez lineal. B) Momento angular. C) Velocidad angular. D) Velocidad tangencial. E) Aceleración centrípeta.

4. Cuando un objeto describe un movimiento circunferencial y su velocidad cambia en el tiempo en cualquier dirección, se dice que tiene: A) inercia. B) rapidez. C) aceleración. D) movimiento. E) velocidad lineal.

36

Física

5. Cuando una bicicleta pasa por una poza, sus ruedas lanzan barro hacia atrás. ¿En qué dirección lo hacen? A) Tangencial a la rueda. B) En todas las direcciones. C) En el sentido opuesto al movimiento. D) En el sentido del movimiento de la rueda. E) El barro no presenta resistencia, por lo que no se desplaza.

6. ¿De qué forma un vehículo puede conseguir doblar una esquina lo más rápidamente posible? I. Aumentando el radio de giro y el coeficiente de roce. II. Aumentando el radio de giro y aumentando la velocidad. III. Aumentando el radio de giro y disminuyendo el coeficiente de roce. A) Solo I B) Solo II C) Solo III D) Solo I y III E) Solo II y III

7. Un cuerpo describe un movimiento circular uniforme de radio 15 m dando 30 vueltas en un minuto. Si la aceleración centrípeta se mide en m/s2, ¿cuál es la magnitud? A) 3 r2 B) 5 r2 C) 10r2 D) 15 r2 E) 20 r2

8. ¿Cuáles de estas magnitudes físicas es necesaria y suficiente para determinar el módulo de la velocidad tangencial de un autito que gira con MCU en torno a un punto fijo? I. Período. II. Radio de giro. III. Velocidad angular del autito. A) Solo I B) Solo II C) Solo I y II D) Solo I y III E) I, II y III

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Cuaderno PSU 9. Un cuerpo gira describiendo una circunferencia de radio 5 cm con una rapidez angular de 5 rad/s. ¿Cuánta distancia recorrerá en 5 s? A) 5 cm B) 10 cm C) 15 cm D) 25 cm E) 125 cm

10. Una pista de ciclismo tiene forma circular con un radio de 30 m. Si en la competencia contrarreloj un deportista logra dar dos vueltas en un minuto, ¿cuál es su rapidez angular y rapidez lineal, respectivamente? r rad  y r m A) s 30 s rad r m B) r s y 30 s r rad  y 2r m C) s 15 s r rad  y r m D) 45 s 15 s 2r rad  y r m E) 45 s 2 s

11. El sistema de tracción de una bicicleta se representa en la figura. Si el plato mayor de radio r1 gira con una apidez angular ~1 y el piñón de radio r2 gira con una rapidez angular ~2, entonces la relación correcta entre estas variables es: ~1 - r1 = ~2 - r2 B) ~1 • r1 = ~2 • r2 C) ~1 • r2 = ~2 • r1 D) ~1 + r1 = ~2 + r2 E) ~1 + r2 = ~2 + r1 A)

r2

r1

12. La fuerza centrípeta es el nombre que se le da a toda fuerza perpendicular a la trayectoria de un objeto en movimiento y que produce un movimiento circunferencial. Esta fuerza puede ser: I. elástica. II. eléctrica. III. gravitacional. A) Solo I B) Solo II C) Solo I y II D) Solo II y III E) I, II y III

38

Física

13. La Tierra gira alrededor del Sol según los mismos principios básicos que explican el movimiento de la Luna y los satélites de comunicaciones. Todos ellos describen trayectorias casi circunferenciales, producto de una fuerza central que los mantiene en órbita. Este fenómeno se denomina: A) fuerza de roce. B) fuerza centrífuga. C) acción y reacción. D) fuerza de gravedad. E) fuerza de atracción gravitacional.

14. Al hacer girar una piedra de 100 g atada a un extremo de una cuerda, de masa despreciable, de un metro de largo, dando 1 vuelta en un segundo, la tensión de la cuerda, medida en N, es: A) 0,1 r2 B) 0,2 r2 C) 0,4 r2 D) 0,8 r2 E)

r2

15. En una rotonda de forma circular y radio de giro 10 m, un automóvil ingresa a esta con una rapidez lineal de 36 km/h, manteniéndola mientras gira, describiendo un ángulo de 270° hasta que sale de ella. ¿Cuál es la magnitud de la aceleración centrípeta y el período de rotación de este automóvil? A) 2 m/s2 y 10 s B) 10 m/s2 y 2r s C) 20r m/s2 y 100 s D) 100 m/s2 y 20r s E) 1.000 m/s2 y 200r s

16. Se tienen tres cilindros de igual radio exterior, pero de distinto radio interior, de modo que sus masas (m 1, m2 y m3) también son distintas, como se muestra en la figura. Entonces, si estos cilindros se hacen rodar por un mismo plano inclinado, la relación correcta entre sus aceleraciones (a 1, a2 y a3) es: A) a1 > a2 >a3 B) a1 > a2 > a3 C) a2 > a1 > a3 D) a2 > a3 > a1 E) a3 > a2 > a1

1

2

3

39

Cuaderno PSU 17. La inercia es la resistencia que presenta un cuerpo en reposo al movimiento, y también la que presenta un cuerpo en movimiento a la aceleración, desaceleración, y al cambio de dirección de una trayectoria. ¿A quién corresponde este planteamiento? A) Kepler. B) Galileo. C) Newton. D) Ptolomeo. E) Copérnico.

18. No es una fuerza real, sino que es el resultado del efecto de la inercia que experimenta un cuerpo en movimiento curvilíneo. Nos referimos a la:

I. fuerza de atracción. II. fuerza centrífuga. III. inercia rotacional. A) Solo I B) Solo II C) Solo I y II D) Solo II y III E) I, II y III

19. Si queremos iniciar la rotación de un objeto como un trompo, debemos aplicar un torque sobre él, es decir, una fuerza perpendicular al radio de giro que permita variar la rotación. Una vez que el trompo se encuentra girando, tenderá a seguir haciéndolo hasta que algún torque externo lo haga modificar ese estado. ¿Cómo se denomina este fenómeno? A) Momento angular. B) Fuerza centrípeta. C) Inercia de rotación. D) Momento de una fuerza. E) Energía cinética de rotación.

20. Cuando un automóvil alcanza cierta rapidez y toma una curva, el conductor se mueve hacia el costado opuesto al que gira. Esto se produce por: A) la inercia. B) el reposo. C) la gravedad. D) la resistencia. E) el movimiento.

40

Física

21. ¿De qué factores depende el momento de inercia de un objeto? I. De su ubicación en el espacio. II. De su geometría y de su masa. III. De la distancia del eje de rotación. A) Solo I y II B) Solo I y III C) Solo II y III D) Solo II y III E) I, II y III

22. Carlos está ubicado en el borde de una plataforma que gira con MCU y luego se mueve hacia el centro de la plataforma. Con respecto a esta situación es posible afirmar que: A) El momento angular y la rapidez angular aumentan. B) El momento angular y la rapidez angular disminuyen. C) El momento angular disminuye y la rapidez angular aumenta. D) El momento angular permanece constante y la rapidez angular aumenta. E) El momento angular permanece constante y la rapidez angular disminuye.

CONSERVACIÓN

DE LA ENERGÍA MECÁNICA

Lee atentamente cada pregunta antes de contestar.

1. La unidad de medida de la energía mecánica de un cuerpo en movimiento es: A) watt. B) joule. C) metro. D) newton. E) decibel.

2. Una persona de 60 kg se lanza en un tobogán de 5 m de altura. Si se desprecia el roce entre ella y el piso del tobogán, ¿cuál es la magnitud de la velocidad con que esa persona llega al suelo? Considera g = 10 m/s2. A) 4 m/s B) 5 m/s C) 6 m/s D) 8 m/s E) 10 m/s

41

Cuaderno PSU 3. Al lanzar una piedra con la mano hacia arriba, esta vuelve a caer porque: I. existe roce entre la piedra y el aire. II. la fuerza de gravedad de la Tierra actúa sobre la piedra. III. la rapidez con que se lanza la piedra es muy pequeña. De estas afirmaciones es (son) verdadera (s): A) Solo I B) Solo II C) Solo I y II D) Solo II y III E) I, II y III

4. ¿Cuál es la rapidez mínima con que debe ser lanzada desde el suelo una pelota de masa m hacia arriba para que esta alcance una altura de 20 m, despreciando el roce con el aire? Utiliza g = 10 m/s2. A) 10 m/s B) 20 m/s C) 40 m/s D) 200 m/s E) 400 m/s

5. Un automóvil de 800 kg se desplaza por un puente horizontal, ubicado a 20 m por sobre la superficie del agua de un río, a una rapidez constante de 5 m/s. Entonces, su energía potencial gravitatoria con respecto al nivel del río es (Utilizar g = 10 m/s2): A) 0 J B) 160 J C) 4.000 J D) 16.000 J E) 80.000 J

6. La figura muestra la forma de una montaña rusa en la que no existe roce entre los rieles y el carro que pasa por ellos. Si por el punto A ubicado a 10 m de altura pasa un carro de 10 kg con una rapidez de 10 m/s, entonces la energía mecánica del mismo carro en el punto C es de (Considera g = 10 m/s2): A) 1.000 J B) 1.500 J C) 3.000 J D) 5.000 J E) 10.000 J

42

A B C

Física

7. Un péndulo como el mostrado en la figura se suelta desde una altura de 2 m. Si se desprecia el roce con el aire, ¿cuál es la rapidez máxima que adquiere el péndulo? (Considerar g = 10 m/s2)

A) 4 m/s B) 6 m/s C) 8 m/s D) 10 m/s E) 12 m/s

2m 20 cm

8. Una pelota de tenis se hace rebotar contra un piso liso desde una altura de 2 m lanzándola con una rapidez de 2 m/s. Si se considera que no hay pérdida de energía de ningún tipo, ¿cuál es la máxima altura que puede alcanzar la pelota? (Considerar g = 10 m/s 2) A) 1,6 m B) 1,8 m C) 2 m D) 2,2 m E) 2,4 m

9. Considerando que no existe roce, ¿cuál es la altura mínima "h" a la que se debe soltar un carro para que logre pasar por el punto Q sin caerse? (Considerar g = 10 m/s 2)

Q h 4

A) 4 m B) 5 m C) 6 m D) 7 m E) 8 m

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Cuaderno PSU 10. En la figura se muestra la forma de una montaña rusa en la que no existe roce entre los rieles y un carro que se mueve sobre ellos. Si un carro de 30 kg se lanza con una rapidez de 20 m/s desde 4 m de altura, ¿cuál es la altura máxima h que puede alcanzar? (Considerar g = 10 m/s2) A) 6 m B) 12 m C) 18 m D) 24 m

h

E) 30 m.

4m

11. En la figura, desde el punto A se deja caer una bola de 1 kg que se desliza sin rodar y sin roce entre ella y el piso. ¿Cuál es la distancia "d" a la que la bola va a caer luego de recorrer por el aire el trayecto BC en un segundo? (considerar g = 10 m/s 2) A) 1,25 m

A

B) 2,5 m

B

C) 7,25 m D) 5 m

4,25 m

3m

E) 10 m

C d

12. Una bola confinada en un dispositivo mecánico describe un movimiento circular como el que se muestra en la figura en ausencia de roce. La rapidez de la bola en la parte inferior es v1 y la rapidez en la parte superior es v2. Entonces, la diferencia de altura entre el punto A y el punto B "h2 – h1" está dada por la expresión: B 2

2

2

2

A) 2g (v1  - v2 ) B) 2g (v2  - v1 ) 2

2

2

1

2

2

1

2

(v  - v ) C) 2g (v  - v ) D) 2g 2(v  - v ) E) g 2

2

2

1

h2 A h1

44

Física

13. Una piedra de 500 gramos se deja caer desde una altura de 50 m. ¿Qué rapidez llevará cuando haya recorrido la mitad de su trayecto despreciando el roce con el aire? (Considerar g = 10 m /s2) 5 5 m/s

A) B) 5

5 5 m/s

C) 10

5 5 m/s

D) 20

5 5 m/s

E) 40

5 5 m/s

14. Un cuerpo de masa 3 kg se lanza, sin rotar, desde una altura de 15 m con una rapidez de 2 m/s, llegando al suelo con una rapidez de 16 m/s. ¿Cuál es el valor de la energía que pierde este cuerpo producto del roce con el aire? (Considerar g = 10 m/s 2) A) 0 J B) 28 J C) 56 J D) 72 J E) 204 J

15. Si un cuerpo de masa "m" se lanza desde el suelo con una rapidez "v" en forma vertical, entonces la altura máxima que alcanza, despreciando el roce con el aire, está dada por la expresión: v2 2g B) mgv2 A)

C) 2gv 2 D)

v2 mg

E)

v2 2m

16. En la figura, una bola de 1 kg comienza a deslizarse sin rodar sobre el riel al ser soltada desde 4 m de altura. Si la altura máxima que logra al otro lado del riel es de 3 m, ¿cuál es la magnitud del trabajo realizado por la fuerza de roce entre la bola y el riel? Considera g = 10 m/s 2. A) 1 J B) 3 J C) 4 J D) 7 J E) 10 J

4m 3m

45

Cuaderno PSU 17. En la figura, un bloque de madera se desliza sin roce dejándose caer desde el punto A al punto B. Si en el tramo BC existe roce entre el bloque de madera y el piso y el bloque se desliza hasta detenerse luego de recorrer 16 m desde el punto B hacia la derecha, entonces, el coeficiente de roce cinético entre el piso y el bloque de madera es: A A) 0,1

B) 0,25 C) 0,5

4m

D) 0,75 E) 1

VIII

B

C

Fluidos

HIDROSTÁTICA Lee atentamente cada pregunta antes de contestar.

1. El instrumento que permite medir la presión atmosférica es el: A) aneroide. B) barómetro. C) piezómetro. D) manómetro. E) esfingomanómetro.

2. ¿Cuántos gramos de agua debe contener el recipiente de la figura para que el agua ejerza una presión de 10 Pa a una profundidad de 10 cm, despreciando la presión atmosférica? A) 0,1 g B) 1 g

área = 0,1 m2

C) 10 g D) 100 g E) 1.000 g

10 cm

46

Física

3. De acuerdo a la figura, ¿cuál es la relación correcta entre las presiones en los puntos A, B, C y D? A) PA = PB y PC > PD

D

B) PD > PA y PC > PB

C

C) PC = PD y PB >PA D) PA > PD y PB > PC E) PA = PB y PC = PD

B

A

4. El recipiente de la figura contiene agua. La presión en el punto A es de 80 Pa y la presión en el punto B de 60 Pa. Entonces, la diferencia de altura entre los puntos A y B en el interior del recipiente es (Utilizar g = 10 m/s 2): A) 0,002 cm B) 0,02 cm C) 0,2 cm D) 2 cm

B

E) 20 cm

A

5. Un recipiente cilíndrico abierto a la atmósfera tiene dos fluidos en su interior: el primero de ellos tiene una densidad D1 y alcanza una altura H y el otro tiene una densidad D 2 y alcanza una altura h. Entonces, la presión en el fondo del recipiente es:

A) P0 + D1gH+ D2gh

h

B) P0 + (D1+ D2) g (H+h) C) (D1+ D2)g(H+h) D) P0 + D1 g (H+h)

H

E) D1gH+ D2gh

47

Cuaderno PSU 6. El recipiente de la figura contiene agua hasta una altura de 30 cm. Entonces, si se desprecia la presión atmosférica, ¿cuál es el valor de la presión a 20 cm del fondo del recipiente? (Utilizar g = 10 m/s2) A) 60 Pa B) 100 Pa C) 600 Pa

30

D) 1000 Pa E) 2000 Pa

7. En la figura se muestran dos recipientes que contienen agua hasta un mismo nivel de altura. Entonces, si se desprecia la presión atmosférica, la relación correcta entre la presión en el fondo del recipiente A (Py la presión en el fondo del recipiente B (Pes:

A

4 cm

B

2 cm 10 cm A) PA = PB B) PA = 2PB C) PB = 2PA D) PA > PB E) PB < PA

8. El científico que contribuyó al desarrollo de la prensa hidráulica fue: A) Boyle. B) Pascal. C) Torricelli. D) Bernoulli. E) Arquímedes.

48

4 cm 2 cm

5 cm

Física

9. En la figura se tiene el tubo en forma de U con dos líquidos. Uno de ellos tiene una densidad D1 y el otro una

densidad D2. Si se desprecia la presión atmosférica, ¿cuál es la expresión que permite determinar la altura h del líquido 1? A) 10 B)

D2 D1

1 10 • D1 • D2

D1

10

C) 10 • D1 • D2 D)

D1 • D2 10

E) 10

h D2

D1 D2

10. El científico que inventó el barómetro de mercurio fue: A) Pascal. B) Boyle. C) Torricelli. D) Bernoulli. E) Arquímedes.

11. El corazón cumple una función similar a: I. un motor. II. una bomba. III. un generador. ¿Cuál (es) de estas afirmaciones es (son) verdadera(s)? A) Solo I B) Solo II C) Solo III D) Solo I y II E) Solo I y III

12. El principio de Arquímedes es posible observarlo cuando: I. un globo aerostático se desplaza en el aire. II. el gas de las bebidas gaseosas siempre asciende. III. un pez se mueve a distintas profundidades en el agua. De estas afirmaciones es (son) verdadera (s): A) Solo I B) Solo II C) Solo I y II D) Solo II y III E) I, II y III

49

Cuaderno PSU 13. La fuerza de flotación de un cuerpo siempre se dirige hacia: A) arriba en forma vertical. B) abajo en forma vertical. C) la derecha en forma horizontal. D) la izquierda en forma horizontal. E) cualquier dirección, dependiendo de la forma del objeto que flota.

14. La figura muestra el diagrama de una prensa hidráulica. Al aplicar una fuerza sobre el pistón 1 se produce otra fuerza en sentido opuesto en el pistón 2. Si el radio del pistón pequeño se duplica, el radio del otro se mantiene y se aplica la misma fuerza sobre el pistón 1. Entonces, la magnitud de la fuerza que aparece en el pistón se: A) duplica. B) mantiene.

F1

F2 S1 S2

C) cuadruplica. D) reduce a la mitad. E) reduce a la cuarta parte.

15. La aplicación de la ley de Pascal en las máquinas hidráulicas, como la que se muestra en la figura, se expresa matemáticamente por la relación: A) A1 • A2 = F1 • F2 B) A1 • F1 = A2 • F2 C) A1 • F2 = A2 • F1 D) A1 + F1 = A2 + F2

g = 10 m2 s Pistón 2

E) A1 + A2 = F1 + F2

Pistón 1

16. Con la ayuda de una prensa hidráulica se quiere levantar un automóvil de 800 kg. Este automóvil se coloca sobre una base del pistón cuya área es 10 veces mayor que el pistón pequeño (ver figura). Entonces, ¿cuál es la magnitud de la fuerza que se debe aplicar sobre el pistón pequeño? A) 0,8 N B) 8 N C) 80 N

Pistón 2

D) 800 N E) 8000 N

Pistón 1

50

Física

17. Usando una prensa hidráulica, se quiere levantar un objeto de 500 kg colocándolo sobre un pistón de área 5 m 2. ¿Qué área debe tener el otro pistón si se quiere aplicar sobre él una fuerza de magnitud 10 N para levantar el objeto? A) 0,001 m2 B) 0,01 m2 C) 0,1 m2 D) 10 m2 E) 100 m2

18. Una aguja puede flotar sobre el agua aun cuando esta es nueve veces más densa que el agua, del mismo modo que un insecto no se hunde en ella. Esto se debe a la: A) capilaridad. B) presión del agua. C) fuerza de flotación. D) tensión superficial. E) fuerza de gravedad.

19. En la figura es posible observar que el límite entre el agua y el aire no es una línea horizontal. Esto se explica por: A) el empuje. B) la capilaridad. C) la fuerza de gravedad D) el principio de Pascal E) el principio de Bernoulli.

20. El fenómeno de la capilaridad es importante en los seres vivos, específicamente en el ser humano, porque permite: A) controlar la presión sanguínea. B) el funcionamiento del corazón. C) el funcionamiento de los pulmones. D) la irrigación sanguínea en lugares alejados. E) controlar el flujo de oxígeno en los pulmones.

51

Cuaderno PSU 21. Se afirma que el fenómeno de la capilaridad es posible observarlo al mojar parcialmente: I. una servilleta. II. una esponja. III. el concreto. De estas afirmaciones es (son) verdadera (s): A) Solo I B) Solo II C) Solo I y II D) Solo II y III E) I, II y III

HIDRODINÁMICA Lee atentamente cada pregunta antes de contestar.

1. Las secciones transversales de la tubería de la figura son 16 cm 2, 12 cm2 y 8 cm2, respectivamente. Si la rapidez del agua que circula por el segundo sector es 4 m/s, entonces la rapidez del agua en el sector más ancho y más angosto son, respectivamente: A) 3 m/s y 6 m/s B) 4 m/s y 12 m/s C) 4 m/s y 8 m/s D) 6 m/s y 3 m/s E) 8 m/s y 4 m/s

Sector 2

Sector 3

Sector 1

2. Según el principio de Bernoulli, si un fluido se mueve a una misma altura y en cierta parte de su recorrido su velocidad aumenta al doble, entonces la presión absoluta en ese punto: A) aumenta. B) se reduce. C) se mantiene. D) depende de la altura. E) no se puede determinar.

3. El concepto físico de viscosidad en un fluido se asocia con su: A) presión. B) densidad C) velocidad. D) temperatura. E) fricción interna.

52

Física

4. La figura muestra un estanque que tiene una abertura cerca de la base. La altura del estanque es de 125 cm y se encuentra lleno de agua. Si se considera que la presión sobre el estanque y la abertura es la presión atmosférica, entonces la rapidez con que el agua comienza a salir por la abertura es (Utilizar g = 10 m/s2): A) 1 m/s B) 5 m/s C) 25 m/s D) 50 m/s

abertura

E) 100 m/s

5. Si el diámetro de una cañería de agua disminuye a la mitad, ¿en qué proporción aumenta la velocidad del agua? A) Aumenta al doble. B) Aumenta al triple. C) Aumenta cuatro veces. D) Aumenta cinco veces. E) Aumenta ocho veces.

6. Un pistón de regadío permite regular la rapidez de salida del agua y se puede modelar según la figura. El radio de la sección transversal de la manguera es de 2 cm y la rapidez con que el agua fluye dentro de ella es de 3 m/s. ¿Cuál debería ser el radio de la sección transversal circular del pistón para que el agua salga de él con una rapidez de 12 m/s? manguera

A) 1 cm B) 2 cm C) 4 cm

v1

pistón

D) 8 cm E) 12 cm

7. Si una arteria se ramifica en dos arterias de diámetro menor a la principal, ¿qué ocurre con la sangre en las ramificaciones? A) aumenta su presión. B) aumenta su rapidez. C) disminuye su rapidez. D) mantiene su rapidez. E) se vuelve más viscosa.

53

Cuaderno PSU 8. Un objeto pequeño de masa m que se deja caer en forma vertical en un líquido viscoso experimenta una fuerza resistiva R contraria a su movimiento. Esta fuerza es proporcional a la velocidad v con que s e mueve el objeto en el fluido: R = kv. Según la segunda ley de Newton, se obtiene la siguiente relación: mg – kv = ma, donde a es la aceleración del objeto en el fluido. Entonces, la magnitud de la velocidad límite del objeto está dada por la expresión: A) m • g • k • a B)

m (g - a) k

C)

m (k - a) g

D)

m (a - g) k

E)

m (a + g) k

9. Los fluidos aire, agua y sangre tienen distinto grado de viscosidad. Si estos se ordenan de mayor a menor según el grado de viscosidad, entonces el orden correcto es: A) sangre – aire – agua. B) sangre – agua – aire. C) agua – sangre – aire. D) aire – sangre – agua. E) agua – aire – sangre.

10. El concepto de velocidad límite de un objeto que se mueve en un fluido viscoso corresponde a la velocidad: A) mínima con que se mueve el fluido. B) máxima con que se mueve el fluido. C) mínima que alcanza el objeto en el fluido. D) máxima que alcanza el objeto en el fluido. E) máxima con que el objeto rota en el fluido.

11. Se afirma que entre los factores que determinan la velocidad límite de un objeto cayendo verticalmente en un fluido viscoso está (n) la: I. forma del objeto. II. densidad del objeto. III. viscosidad del fluido. De estas afirmaciones es (son) correcta (s): A) Solo I B) Solo III C) Solo I y III D) Solo II y III E) I, II y III

54

Física

IX

Electricidad y magnetismo

CARGA ELÉCTRICA Lee atentamente las preguntas antes de responder.

1. Se dice que un cuerpo está eléctricamente neutro si: I. no tiene protones. II. no tiene electrones. III. tiene igual número de electrones que de protones. De estas afirmaciones es (son) verdadera (s): A) Solo I B) Solo II C) Solo III D) Solo I y II E) I, II y III

2. El relámpago es la descarga visible de un rayo entre nubes o entre una nube y la tierra, y circula por él una corriente del orden de los miles de amperes. La explicación para la existencia del rayo es: A) la gran rapidez del viento. B) la baja temperatura de la atmósfera. C) la magnitud de la fuerza eléctrica que se ejerce entre las nubes. D) la gran cantidad de agua que contienen las nubes donde se forma. E) la diferencia de potencial entre los dos puntos en que se ve el relámpago.

3. Existen tres cuerpos, P, Q y R, cargados eléctricamente. Si P y Q se repelen y Q y R también, entonces es correcto afirmar que siempre: A) los cuerpos P y R se atraen. B) los cuerpos P y R se repelen. C) el cuerpo R está cargado positivamente. D) el cuerpo P está cargado negativamente. E) el cuerpo Q está cargado positivamente.

55

Cuaderno PSU 4. Al desvestirnos en una habitación oscura, podemos observar que cierto tipo de ropa produce pequeñas "chispas" visibles en la oscuridad. Este fenómeno se explica por la electrificación por: I. frotamiento. II. contacto. III. inducción. De estas afirmaciones es (son) verdadera (s): A) Solo I B) Solo II C) Solo III D) Solo I y II E) Solo I y III

5. De acuerdo a la ley de Coulomb, dos cargas de igual signo se repelen con una fuerza de intensidad F. Si ambas cargas aumentan en magnitud, su carga al doble y la distancia que las separa se cuadruplica, entonces la fuerza de repulsión entre ellas se: A) duplica. B) mantiene. C) cuadruplica. D) reduce a la mitad. E) reduce a la cuarta parte.

6. Tres cargas eléctricas están ubicadas en línea recta como se muestra en la figura con q1 y q3 fijas en los extremos y negativas, y q2 móvil y positiva. Si q 1 = 2q2 y q2 = 2q3 en magnitud, entonces para que q2 esté en equilibrio entre q1 y q3 el valor de x es: A)

1 m 4

B)

1 m 2

C) 1 m

-q1

+q2 1m

-q3 Xm

D) 2 m E) 4 m

7. "Es la cantidad de energía eléctrica por unidad de carga en un punto en un campo eléctrico". ¿A cuál de las siguientes magnitudes físicas hace referencia la definición anterior? A) energía eléctrica. B) potencial eléctrico. C) capacidad de carga. D) capacidad energética. E) diferencia de potencial.

56

Física

8. Una carga de magnitud q produce un campo eléctrico de magnitud E a una distancia d. Si la magnitud de la carga aumenta al doble y la distancia se reduce a la mitad, entonces la nueva intensidad del campo eléctrico a esa distancia es: A)

1 E 2

B) E C) 2E D) 4E E) 8E

9. Se tiene un campo eléctrico formado por dos placas paralelas, una cargada positivamente y otra negativamente como se muestra en la figura. Entonces se afirma que los puntos que están a igual potencial son: I. P y Q II. Q y R III. P y R

+

-

+

-

25 m

+

-

+

1m

+

A) Solo I

-

+ +

De estas afirmaciones es (son) verdadera (s):

-

R

+

+

-

B) Solo II

+

C) Solo III

+

D) Solo I y II

+

-

+

-

+

-

+

E) I, II y III

P

Q

1m

-

10. La siguiente figura modela la manera en que un haz de electrones forma una imagen en la pantalla de un televisor o computador. Si un electrón tiene una carga q y masa m y la diferencia de potencial entre las placas es V, entonces una expresión que permite calcular la velocidad con que un electrón sale del cañón de electrones es:

A)

qV 2m

B)

2m qV

C)

2qV m

D)

m 2qV

E)

qmV 2

++

++

+

--

--

-

Cañón de electrones

Pantalla

57

Cuaderno PSU 11. En un condensador de placas paralelas, para incrementar su capacidad se debe aumentar: I. el área de las placas. II. la separación entre las placas. III. la permitividad del dieléctrico entre las placas. De estas afirmaciones es (son) verdadera (s): A) Solo I B) Solo II C) Solo III D) Solo I y II E) Solo II y III

12. Respecto de las líneas de campo magnético que se originan por la circulación de corriente eléctrica a través de un conductor delgado rectilíneo, es correcto afirmar que: A) son paralelas al conductor. B) se forman de manera aleatoria. C) son perpendiculares al conductor. D) forman una circunferencia en torno a un punto. E) forman una circunferencia con centro en el conductor.

13. Una partícula de masa m y carga eléctrica q ingresa perpendicularmente a un campo magnético uniforme de intensidad B con una cierta velocidad. Al ingresar a este campo describe un movimiento circular uniforme cuya rapidez angular está dada por la expresión: A) B) C) D) E)

qB m m qB B qm mB q q mB

14. ¿De qué manera se puede aumentar el flujo magnético de un imán a través de una espira conductora? I. Aumentando la rapidez con que entra o sale el imán y disminuyendo el número de espiras. II. Aumentando la rapidez con que entra o sale el imán y aumentando el número de espiras. III. Disminuyendo la rapidez con que entra o sale el imán y disminuyendo el número de espiras. A) Solo I B) Solo II C) Solo III D) Solo II y III E) I, II y III

58

Física

CIRCUITO DE CORRIENTE

ALTERNA

Lee atentamente cada pregunta antes de contestar.

1. Un condensador de 220 nF es conectado a una batería de 9V. Entonces, la máxima carga que este puede almacenar es: A) 0,00198 C B) 0,0198 C C) 0,044 C D) 0,198 C E) 0,44 C

2. Si inicialmente un circuito se encontraba con el interruptor abierto hasta el instante t = 2 segundos en que se cierra y el condensador estaba cargado con una energía E, ¿cuál es el gráfico que mejor muestra la energía total del circuito: A

E

D

2

B

C

E

T

E

E

2

T

2

T

2

T

2

T

E

E

59

Cuaderno PSU 3. En el circuito de la figura el producto de las magnitudes L y C se representa en unidades de: A) tiempo. B) carga eléctrica. C) potencial eléctrico.

C

L

D) corriente eléctrica. E) resistencia eléctrica.

4. El circuito LC de la figura tiene su análogo mecánico en el sistema masa resorte que se muestra a su lado. Si el condensador está totalmente descargado y el inductor cargado al máximo, entonces en su equivalente mecánico ocurre que la masa está:

+q C

L

-q

A) comprimiendo totalmente al resorte. B) en la posición de máxima elongación del resorte. C) pasando por el punto de elongación cero del resorte. D) en una posición intermedia entre el largo natural del resorte y su máxima elongación. E) en una posición intermedia entre el largo natural del resorte y su máxima compresión.

60

Física

ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS Lee atentamente cada pregunta antes de contestar.

1. ¿Cuál es el valor del ángulo que se forma entre la dirección de propagación de una onda electromagnética y el campo eléctrico? A) 0° B) 30° C) 45° D) 60° E) 90°

2. El voltaje alterno que se aplica a los terminales de una antena obliga a oscilar a cargas eléctricas en ella, produciendo: I. un campo magnético variable. II. un campo eléctrico variable. III. una onda electromagnética. De estas afirmaciones es (son) verdadera (s): A) Solo I B) Solo II C) Solo III D) Solo I y II E) I, II y III

3. ¿Cuál fue el principal aporte de Maxwell a la física? A) El desarrollo del magnetismo. B) El desarrollo de la electricidad. C) El desarrollo de la teoría electromagnética. D) Generar y detectar ondas electromagnéticas. E) El descubrimiento de la inducción electromagnética.

4. ¿Cuál (es) es (son) la (s) principal (es) predicción (es) de la teoría electromagnética de Maxwell? I. Las ondas electromagnéticas pierden potencial por la atmósfera terrestre. II. Las ondas electromagnéticas se propagan a la velocidad de la luz en el vacío. III. Las ondas electromagnéticas son emitidas por cargas aceleradas. A) Solo I B) Solo II C) Solo III D) Solo II y III E) I, II y III

61

Cuaderno PSU 5. ¿Cuál de las siguientes ondas electromagnéticas tiene menor longitud de onda? A) Rayos X. B) Ondas de radio. C) Rayos infrarrojos. D) Rayos ultravioleta. E) Luz de color amarillo.

6. En una onda electromagnética plana sinusoidal entre la magnitud del campo eléctrico y del magnético se cumple la siguiente relación: E  = C. Si en la propagación de una onda electromagnética de 50 MHz su campo eléctrico B

tiene un valor máximo de 600 N/C, entonces el valor máximo del campo magnético es: A) 2 x10-6  T B) 3 x 10-6  T C) 6 x 10-6  T D) 9 x10-6 T E) 18 x 10-6 T

7. En la radiación alfa (a), las partículas emitidas son: A) fotones B) protones. C) electrones. D) neutrones. E) núcleos de helio.

8. ¿Cuál de los siguientes aparatos emite menos radiación? A) Radio. B) Rayos X. C) Linterna. D) Teléfono celular. E) Horno microondas.

9. Existen ondas de radioemisoras que es posible captarlas en el lado opuesto de la Tierra donde son originadas. ¿Qué capa de la atmósfera permite este fenómeno? A) Exósfera. B) Ionósfera. C) Tropósfera. D) Mesósfera. E) Estratósfera.

62

Física

10. ¿Cuál de las siguientes ondas no pertenece al espectro electromagnético? A) Ondas sonoras. B) Ondas de radio. C) Ondas de radar. D) Ondas de infrarrojo. E) Ondas de televisión.

11. Una diferencia entre las ondas mecánicas y las electromagnéticas es que estas últimas: I. vibran en un campo eléctrico y en un campo magnético. II. se propagan en el vacío y las primeras no lo hacen. III. transportan energía y las últimas no. ¿Cuál (es) de estas afirmaciones es (son) falsa (s)? A) Solo I B) Solo II C) Solo III D) Solo I y II E) Solo II y III

12. ¿Cuál es la magnitud aproximada de la velocidad de una onda electromagnética? A) 300.000 m/s B) 300.000 m/h C) 300.000 km/h D) 300.000 km/s E) 300.000 cm/s

13. Si la longitud de onda de una onda electromagnética es de 5.000 km, entonces la frecuencia de esta es: A) 6 Hz B) 60 Hz C) 600 Hz D) 6 kHz E) 60 kHz

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Cuaderno PSU 14. ¿Cuál de los siguientes gráficos representa la transmisión de ondas de radio en amplitud modulada (AM)? v(t)

v(t) A

D

t

B

t

v(t)

E

y

t x

v(t) C

t

15. Una onda electromagnética se caracteriza por: I. poder propagarse por el vacío. II. transportar energía. III. generarse por la oscilación regular de una carga eléctrica. ¿Cuál o cuáles de las siguientes afirmaciones es (son) verdadera (s)? A) Solo I B) Solo II C) Solo I y II D) Solo I y III E) I, II y III

16. Si una radioemisora transmitiera en la banda de FM a los 100 MHz, entonces, ¿cuál sería el valor de la longitud de onda de su señal? A) 0,03 m B) 0,3 m C) 3 m D) 30 m E) 300 m

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Física

17. De acuerdo al espectro electromagnético, el orden correcto de las siguientes ondas electromagnéticas ordenadas de mayor a menor frecuencia es: A) luz visible – rayos X – ondas de FM – ondas de AM B) luz visible – ondas de FM – ondas de AM – rayos X C) rayos X – luz visible – ondas de AM – ondas de FM D) rayos X – luz visible – ondas de FM – ondas de AM E) luz visible – ondas de AM – rayos X – ondas de FM

18. Imagina que la distancia entre las ciudades de Santiago y Puerto Montt es de 1200 km. ¿Cuántos viajes de ida y vuelta de 1 segundo puede realizar una onda electromagnética? A) 25 viajes de ida y vuelta, aproximadamente. B) 125 viajes de ida y vuelta, aproximadamente. C) 215 viajes de ida y vuelta, aproximadamente. D) 225 viajes de ida y vuelta, aproximadamente. E) 315 viajes de ida y vuelta, aproximadamente.

19. Las ondas electromagnéticas se utilizan en distintos aspectos de la vida cotidiana moderna, entre los que podemos mencionar: I. las comunicaciones satelitales. II. las telecomunicaciones, tanto radiales como televisivas. III. la medicina, mediante las radiografías y electrocardiogramas. De estas afirmaciones es (son) verdadera (s): A) Solo I B) Solo II C) Solo III D) Solo I y II E) I, II y III

20. En 1887, Heinrich Hert logró desarrollar experimentos con fuentes eléctricas. Con ello generó y d etectó ondas cuyas características se vinculaban a las predicciones de Maxwell. Entre las conclusiones de su experimento se cuenta(n) que: I. el oscilador emisor emite energía que se propaga hasta el detector en forma de ondas. II. las ondas tienen una frecuencia y una longitud de ondas tales que su velocidad de propagación es igual a la de la luz en el vacío. III. las ondas no alcanzaban la velocidad de la luz en el vacío, ya que su propagación era más lenta. De estas afirmaciones es (son) verdadera (s): A) Solo I B) Solo II C) Solo III D) Solo I y II E) I, II y III

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Cuaderno PSU 21. Al igual que las ondas mecánicas, las ondas electromagnéticas presentan fenómenos como los siguientes: I. la reflexión. II. la refracción. III. la polarización. De estas afirmaciones es (son) verdadera (s): A) Solo I B) Solo III C) Solo I y II D) Solo II y III E) I, II y III

22. La figura muestra el circuito de un receptor de radio elemental. ¿Cuál de sus elementos cumple la función de sintonizador? A) Diodo. B) Antena.

Diodo

Antena

C) Parlante.

Parlante

D) Condensador.

Condensador variable

E) Inductancia.

Inductancia

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Física

X

Mundo Atómico

EL ÁTOMO Lee atentamente cada pregunta antes de contestar.

1. El primer científico que propuso un modelo planetario para la estructura del átomo fue: A) Dalton. B) Thomson. C) Rutherford. D) Aristóteles. E) Demócrito.

2. Entre los principios básicos con que Niels Bohr construyó su modelo atómico están, que el electrón: I. se mueve en órbitas circulares alrededor del núcleo atraído por la fuerza de Coulomb. II. se mueve solo en algunas órbitas; las otras son inestables. III. al cambiar de una órbita a otra gana o pierde energía en cuantos de ella. De estos principios es (son) verdadero (s): A) Solo I B) Solo II C) Solo III D) Solo I y II E) I, II y III

3. Según el modelo planetario del átomo, cuando un electrón salta desde una órbita más alejada del núcleo a una interior se produce la: A) emisión de un fotón. B) emisión de un protón. C) absorción de un fotón. D) emisión de un electrón. E) absorción de un electrón.

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Cuaderno PSU 4. ¿Cómo descubrió Rutherford el núcleo del átomo? I. Investigando las teorías de los filósofos griegos sobre la materia. II. Utilizando un microscopio para observar partículas subatómicas. III. Bombardeando con partículas a una fina lámina de oro. A) Solo I B) Solo II C) Solo III D) Solo I y III E) Solo II y III

5. De acuerdo al principio de incertidumbre de Heisenberg, si la rapidez de una par tícula elemental se pudiera medir con total precisión, entonces es correcto afirmar que: A) la partícula se mueve con rapidez constante. B) es imposible medir la posición de la partícula. C) la partícula está en presencia de un campo magnético. D) la partícula está en presencia de un campo gravitacional. E) la partícula se encuentra describiendo un movimiento circular.

6. Al medir la rapidez de un electrón se obtiene que se mueve con 5 x 10 3 m/s con una precisión de 0,002 %. Si la constante de Planck es 6 x 10-34 J • s y la masa del electrón 10 -30 kg, entonces, según el principio de incertidumbre, la mínima imprecisión que se puede obtener al medir la posición del electrón es (usar r = 3): A) 0,0005 mm B) 0,005 mm C) 0,05 mm D) 0,5 mm E) 5 mm

7. El largo de un libro se mide con una regla cuya precisión es de 0,5 cm. Si la medida del largo del libro es de 25 cm, entonces la longitud del largo del libro puede tener un valor comprendido entre: A) 25 y 26 cm B) 24 y 25 cm C) 24,5 y 25,5 cm D) 24,9 y 25 cm E) 25 y 25,1 cm

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Física

8. Si al medir la posición y momento lineal de un electrón se hace con una precisión Dx y Dp y h es la constante de Planck, entonces la formulación matemática de este principio es: A)

DxDp ≥ 4rh

B)

Dx + Dp ≥ 4rh

C)

Dx Dp

D)

D x Dp ≥

≥

4r h h 4r

Dx  ≥ h Dp 4r 9. Al medir la posición de un electrón se hace con una incerteza de 2 mm. Si la constante de Planck es 6 x 10-34 J • s y la masa del electrón 10-30 kg, entonces según el principio de incertidumbre la mínima imprecisión que se puede obtener al medir la rapidez del electrón es (usar r = 3): E)

A) 0,00025 m/s B) 0,0025 m/s C) 0,025 m/s D) 0,25 m/s E) 2,5 m/s

EL NÚCLEO ATÓMICO Lee atentamente cada pregunta antes de contestar.

1. En el núcleo del Sol se produce la transformación de átomos de hidrógeno en átomos de helio. Este proceso se debe a que por la alta temperatura del núcleo solar, se favorece la: A) gravitación. B) fusión nuclear. C) fisión nuclear. D) radiactividad. E) inducción electromagnética.

2. En la datación de restos arqueológicos orgánicos se utiliza el carbono, pues está presente en los seres vivos. ¿Cuál de los siguientes isótopos radiactivos del carbono permite la datación? A) 10 B) 11 C) 12 D) 13 E) 14

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Cuaderno PSU 3. Los núcleos atómicos se caracterizan por poseer igual: A) radio. B) masa. C) densidad. D) temperatura. E) volumen.

4. El número atómico Z corresponde a: A) la masa del núcleo del átomo. B) el número de electrones del átomo. C) el número de protones en el núcleo atómico. D) la suma del número de protones y neutrones. E) el número de neutrones en el núcleo atómico.

5. ¿De qué elemento se utiliza un isótopo para el tratamiento de la tiroides? A) litio. B) yodo. C) boro. D) cromo. E) fósforo.

6. La relación correcta entre la masa del electrón m e, del protón "mp y del neutrón mn es: A) me > mp > mn B) mn > me > mp C) me > mn > mp D) mn > mp > me E) mp > me > mn

7. Un isótopo de un elemento se diferencia de otro isótopo del mismo elemento por poseer distinta cantidad de: I. electrones. II. neutrones. III. protones. ¿Cuál (es) de las siguientes afirmaciones es (son) correcta (s)? A) Solo I B) Solo II C) Solo III D) Solo I y II E) Solo I y III

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Física

8. Cuando un núcleo atómico se desintegra en otro núcleo atómico y una partícula alfa, ocurre que la suma de las masas de la partícula alfa y del nuevo núcleo atómico es menor a la masa del núcleo atómico original. Esto se debe a que la masa faltante se trasforma en: A) vacío. B) energía. C) protones D) neutrones. E) electrones.

9. ¿Cuál es la unidad de medida más utilizada para la energía de ionización? A) ohm. B) fermi. C) faradio. D) ampere. E) electrón volt.

10. Que la vida media del carbono 14 en los restos orgánicos sea de 5.600 años significa que después de: A) 10.200 años existirá la mitad del carbono 14 existente originalmente en él. B) 2.800 años existirá la mitad del carbono 14 existente originalmente en él. C) 5.600 años existirá la mitad del carbono 14 existente originalmente en él. D) 5.600 años existirá la cuarta parte del carbono 14 existente originalmente en él. E) 2.800 años existirá la cuarta parte del carbono 14 existente originalmente en él.

11. Un tipo de cobalto tiene una vida media de 272 días. Si se tiene una cierta cantidad de este material, ¿cuántos días pasarán hasta que quede la octava parte de la cantidad original? A) 272 B) 544 C) 816 D) 1.088 E) 1.360

12. Si el período de vida media del radio -226 es de 1.620 años, ¿cuál será la actividad radiactiva de 1 g de esta sustancia? A) A = 3,26 x 1010 Bq B) A = 3,60 x 1010 Bq C) A = 3,61 x 10 10 Bq D) A = 3,60 x 1011 Bq E) A = 3,62 x 10 12 Bq

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Cuaderno PSU 13. Según el modelo atómico de Bohr, un electrón emite o absorbe energía al saltar de una órbita a otra. Si h es la constante de Planck y f es la frecuencia del fotón de luz que absorbe o emite el electrón, entonces la diferencia de energía entre ambas órbitas está dada por la expresión: A) h + f B) h – f C) h f D) h/f E) f /h

14. Si la constante de Planck es 6 x 10-34 J • s y la energía de un fotón que se emite desde un átomo es de 9 x 10-16 J, ¿cuál es la longitud de onda del fotón? A) 2 x 10-10 m B) 2 x 10-9 m C) 2 x 10-8 m D) 2 x 10-7 m E) 2 x 10-6 m

15. El átomo de hidrógeno posee un protón y un electrón orbitando alrededor de él. Si la masa del electrón es m, la rapidez lineal es v, su carga eléctrica es e y la constante de Coulomb es k, entonces, ¿cuál es la expresión que permite determinar el radio de la órbita del electrón alrededor del protón? A)

k•m (e • v)2

B)

k • v2 m • e2

C)

k•e m • v2

D)

m • e2 k • v2

E)

m • v2 k • e2

16. La fuerza que permite vencer la repulsión entre un protón y un neutrón en el núcleo atómico es la fuerza: A) centrípeta. B) eléctrica. C) gravitacional. D) nuclear débil. E) nuclear fuerte.

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