sin_2015_f_03

Preguntas propuestas

3

Física

Electrodinámica A) 1,0 D) 3,0

NIVEL BÁSICO

B) 1,5

C) 2,0 E) 5,0 UNI 2006-I

1.

Por una resistencia de 10 ohms pasa una corriente de 5 amperios durante 4 minutos. ¿Cuántos electrones pasan durante este tiempo? Considere la carga del electrón igual a 1,6×10 –19 C.

La conductividad del aluminio es 70% que la del cobre. ¿Cuál es la resistencia eléctrica aproximadamente de un alambre de aluminio de 100 m de longitud y 0,01 cm de diámetro? (ρCu=1,72×10 –8 Ω · m)

A) 1,25×1021 B) 2,50×1021 C) 3,70×1021 D) 7,50×1021 E) 12,50×10 21 2.

4.

A) 122 Ω B) 172 Ω C) 228 Ω D) 296 Ω E) 313 Ω

UNI 2006-II

La gráfica V-I corresponde corresponde al resistor variable cuando el cursor se ubica en A y luego se ubica en B. Determine x. ( L=0,36 m) V

A

x

B

5.

En la conexión mostrada, determine la resistencia equivalente entre a y b. ( R=5 Ω)

L a

I 2 I 0 3 I 0

A) 20 cm D) 12 cm

B) 10 cm

2 R

2 R

V 6 R

C) 24 cm E) 21 cm

R

6 R

6 R

2 R 2 R

3.

Un alambre de cobre tiene resistencia de 18 Ω. Se estira hasta que su longitud de quintuplique. ¿Cuánto vale la corriente, en amperes, que circula por el alambre estirado cuando entre sus extremos se aplica una diferencia de potencia de 1350 V?

b

A) 1 Ω D) 4 Ω

B) 2 Ω

C) 6 Ω E) 5 Ω

Prohibida su reproducción total o parcial sin autorización de los titulares de la obra.

Física

Academia CÉSAR VALLEJO

6.

Los siguientes circuitos conectan 4 pilas ideales de 1,5 V con un foco de filamento incandescente. ¿En cuál de los siguientes circuitos alumbrará más el foco?

Material Didáctico N. o 3

100 V

25 Ω

R

A

A) 79,5 Ω

B)

A) 1 A

B) 2 A

C) 3 A

D) 1,5 A C)

NIVEL INTERMEDIO

9.

D)

E) UNI 2008-II

7.

1Ω

2Ω

A

R

10.

2 R 20 V ε

0,5 Ω

En los extremos de un alambre conductor de 100 Ω de resistencia eléctrica se aplica una diferencia de potencial de 200 V. La sección transversal de alambre es 1 cm2 y la concentración de electrones por metro cúbico es 2,84×10 24. Calcule la rapidez de arrastre de los electrones del conductor. A) 22 mm/s B) 28 mm/s C) 44 mm/s D) 50 mm/s E) 55 mm/s

En el circuito eléctrico mostrado, la lectura del voltímetro es 10 V y del amperímetro es 1 A. Determine R. (instrumentos ideales)

ε

E) 2,5 A

En el circuito mostrado, determine la resistencia equivalente entre A y B. I =2 A

V

R

A

R

1Ω

R R

10 V

A) 1/2 Ω D) 1/4 Ω 8.

B) 1/5 Ω

C) 2/9 Ω E) 2/5 Ω

En el circuito mostrado, determine la lectura del amperímetro real cuya resistencia interna es 0,5 Ω si se sabe que la resistencia de 25 Ω disipa una potencia de 16 W.

R

2Ω

A) 2 Ω D) 4 Ω


B) 1 Ω

B

R

R

C) 3 Ω E) 5 Ω

Física

Semestral Intensivo UNI

11.

Física

La lectura del amperímetro es 2 A. Si permutamos el interruptor de P hacia Q, determine la variación de la intensidad de corriente a través de R. 2Ω

3Ω

A) 2 A D) 5 A 14.

A

1Ω 5Ω

R Q

12.

Un calentador tiene una resistencia de 100 Ω y está conectado a una tensión de 220 voltios. Considere que la capacidad calorífica del calentador es despreciable y que contiene un litro de agua a 20 ºC. Calcule el tiempo que se requiere para que el agua comience a hervir. Considere 1 J=0,24 cal. A) 10 min, 27 s B) 11 min, 28 s C) 12 min, 29 s D) 13 min, 30 s E) 14 min, 31 s

S

B) 1 A

C) 1,5 A E) 0

UNI 2007-II

El voltímetro ideal indica 2 V. ¿Cuál será el ma yor valor de la resistencia eléctrica R?

15.

En el circuito que se muestra, el amperímetro registra 4 A. ¿Cuánto registrará el amperímetro si se cambia la fuente por una cuya fem es 188 V y su resistencia interna es 3 Ω?

R

2Ω

A

V

12 V

C) 3 A E) 8 A

15 V

P

A) 0,5 A D) 2,5 A

B) 1 A

4Ω

2Ω 20 Ω 5Ω

A) 5 Ω D) 8 Ω 13.

B) 9 Ω

90 V fuente

C) 6 Ω E) 12 Ω

Cuando se cierra el interruptor S1, el amperímetro ideal indica 6 A. Si se abre S1 y se cierra S2, ¿cuánto indicará dicho amperímetro? 6Ω

R

S1

30 V

3Ω

S2

A) 2 A D) 8 A 16.

3Ω

3Ω

C) 5 A E) 7,5 A

Tres resistencia iguales se conectan en serie. Cuando se aplica una cierta diferencia de potencial a la combinación, esta consume una potencia total de 10 vatios. Si las tres resistencias se conectan en paralelo a la misma diferencia de potencial, la potencia en vatios, que consumen será A) 10/9 D) 9/5

A

B) 4 A

B) 90

C) 45 E) 30 UNI 2007 - I


Física


Material Didáctico N.o 3

V

NIVEL AVANZADO

17.

V

En la gráfica se muestra la diferencia de potencial versus intensidad de corriente eléctrica para un conductor óhmico y un semiconductor. según esto, indique la verdad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones. V

( i)

R

A)

A

D)

B V 0

y A

4 y

0

B)

x

x

2 y

C)

x

y

E)

x

3 y x y

2 x UNI 2008-I

I O

19.

I 0

a

I. Solo una vez, sus resistencias coinciden con el valor V 0 / I 0. II. Para voltajes mayores a V 0, la resistencia del conductor es mayor que la del semiconductor. III. Para voltajes menores a V 0, la resistencia del conductor es menor que la del semiconductor. A) FFV B) FVF C) VVV D) FVV E) FFF 18.

El diagramado muestra el circuito usado en un experimento para determinar la fem y la resistencia interna de una batería. El gráfico muestra cómo la diferencia de potencial entre los terminales de la batería, indicado por v, varía con la corriente i, indicado por el amperímetro A, a medida que se hace variar la resistencia, a través del reostato R (resistencia variable); x e y son las intersecciones del gráfico con los ejes, como se ve en la figura. Calcule la resistencia interna de la batería.

En la conexión mostrada, determine la resistencia equivalente entre a y b. ( R=17 Ω)

R

R

R

R 2 R

3 R

2 R

2 R 4 R

4 R

4 R 4 R

b

A) 13 Ω D) 18 Ω 20.

B) 15 Ω

C) 16 Ω E) 19 Ω

Respecto a la resistividad eléctrica (ρ) de un material, indique la verdad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones. I. Si ρ es muy alta, el material es un dieléctrico. II. Los metales presentan ρ muy pequeña. III. Los semiconductores presentan ρ variable y dependen de las condiciones a las que está sometido el material, como luz, temperatura, voltaje, etc. IV. La ρ de los semiconductores depende de la forma (longitud, ancho) del elemento semiconductor. A) VVFF D) VFVF


B) VVVV

C) FVVV E) VVVF

Física


21.

Física

Para el circuito mostrado, determine el voltaje de la fuente (2). r

2Ω

1 A

A

L

ε

3 L

33 V

60 V

(1)

B

(2)

6Ω 3Ω

A) 100 V; 20 Ω B) 200 V; 10 Ω C) 150 V; 15 Ω D) 200 V; 20 Ω E) 50 V; 12 Ω

6Ω

A) 39 V B) 12 V C) 13 V D) 8 V E) 46 V 22.

24.

En el circuito mostrado, el galvanómetro ( G) indica cero y el amperímetro (A) 3 A. Determine la lectura del voltímetro (V) y el valor de R. Considere que los instrumentos son ideales.

El sistema de calentamiento de una ducha eléctrica está representado en la figura. Con la llave en la posición “invierno” disipa 2200 W, mientras que en la posición “verano” disipa 1100 W. Si asumimos que los valores de las resistencias no cambian con la temperatura, entonces la suma de los valores de R1 y R2 (en ohmios) es verano

A ε;

4Ω

1Ω

r

V 2 R

A

2Ω

invierno

G R1

2Ω

R2

R

B

A) 6 V; 1 Ω B) 3 V; 2 Ω C) 6 V; 3 Ω D) 4 V; 4 Ω E) 8 V; 1 Ω

A) 10 D) 22

C) 20 E) 25 UNI 2007-II

25. 23.

B) 15

Una fuente, que tiene una fuerza electromotriz ε y resistencia interna r , es conectada a un reostato. Cuando el cursor se ubica en A, la potencia disipada es 1000 W, y cuando se ubica en B, es 640 W. Determine los valores de ε y r si se sabe que la resistencia total del reostato es 40 Ω.

Un grupo electrógeno de 0,8 de eficiencia alimenta a 2 motores de 0,9 y 0,7 de eficiencia, cuyas potencias útiles son de 900 W y 700 W, respectivamente. Determine la potencia perdida por el sistema. A) 900 W D) 800 W

B) 300 W

C) 400 W E) 500 W


Física

SEMANA

12


Material Didáctico N. o 3

Electromagnetismo 3.

NIVEL BÁSICO

1.

Se muestran 2 conductores rectilíneos de gran longitud. Calcule el módulo de la inducción magnética en el punto P.

2 I

2 d

I

En la figura se muestran dos alambres muy largos y aislados entre sí que se cruzan perpendicularmente. Los alambres transportan corrientes eléctricas de igual intensidad i. Indique cuál de las siguientes figuras representa mejor el campo magnético en el plano de alambres. Indica un campo magnético perpendicular hacia afuera de la hoja. Indica un campo magnético hacia dentro de la hoja.

127º 5 d

i i P

A)

µ0 I

2

2π d

B)

µ0 I 2π d

3

C)

µ0 I

5

10 π d

A) D)

2.

µ0 I

3

E)

3 π d

B) i

µ 0 I

4 π d

Se muestra un cable de gran longitud que transporta una corriente cuya intensidad es de 10 A. Determine el módulo de la inducción magnética en el punto P: (0; 2;

i

5 i

i

B=0

B=0

2 ) m.

C) i i

Z

P

5 A

B=0

Y

D)

E) i

10 A X

A) 5 µT D) 0,5 µT

i

B) 4 µT

C) 0,2 µT E) 1 µT

B=0


i i

Física


4.

Física

Se muestra un cilindro aislante homogéneo de 1 kg sobre el cual está adherido un conductor rectilíneo ligero. Determine la máxima intensidad de corriente que debe transportar el conductor para que el cilindro se mantenga en reposos ( Lconductor=4 m) liso

B

v

conductor

r

A) 30 V/m; 30 V B) 12 V/m; 18 V C) 12 V/m; 30 V D) 15 V/m; 18 V E) 30 V/m; 20 V

30º 0,3 0,2

7.

A) 1 A D) 4 A

B) 2 A

C) 3 A E) 5 A

Respecto a los siguientes casos, determine la verdad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones. Caso (I)

5.

A través de la espira rectangular de la figura pasa un campo magnético de 2 T, paralelo al eje X . Si el campo disminuye uniformemente hasta anularse en un intervalo de 3 segundos, ¿cuál es la fuerza electromotriz (en V) inducida en la espira? 1m

60º

S N O b s e r v a d o r

v

Caso (II) v

N S

Caso (III)

X

0,5 m

i

i v

A) 1 D) 4

B) 2

C) 3 E) 5 UNI 2007-II

6.

La barra conductora se traslada con rapidez constante de 20 m/s al interior de un campo magnético homogéneo ( B=1,5 T), tal como se muestra. Determine el módulo de la intensidad de campo eléctrico en el conductor de 1 metro de longitud y la fem entre sus extremos.

2 v

v=0

Para el observador, I. en el caso (I), el sentido de la corriente inducida es horario II. en el caso (II) en el circuito, la corriente inducida está en sentido antihorario. III. en el caso (III), el sentido de la corriente en la espira es horario. A) VVF D) FFV

B) VFV

C) FFF E) VVV


Física


8.

El plano del cuadro rectangular de alambre abcd es perpendicular a un campo magnético homogéneo cuya inducción es B=10–3 T. El lado bc del cuadro, cuya longitud es L=1 cm, puede deslizarse sin interrumpir el contacto a la velocidad constante v=10 cm/s, por los lados ab y dc. Entre los puntos a y d está conectado un foco de resistencia R=5 Ω. Calcule la fuerza, en N, que hay que aplicar al lado bc para efectuar el movimiento indicado. Se desprecia la resistencia eléctrica de la parte restante del cuadro. a

A) 15,20 µT


B) 1,58 µT

D) 2 µT 10.

C) 0,15 µT E) 15,84 µT

Determine el módulo de la inducción magnética en el centro del aro conductor homogéneo.

4 A

10 cm

b

v

A) 7 mT D) 25 mT c

d

11.

A) 5×10–13 B) 2×10–13 C) 1×10–12 D) 2×10–12 E) 5×10–11 UNI 2007-I

B) 16 mT

Se disponen cuatro alambres paralelos muy largos, perpendiculares a un plano P, como se muestra en la figura. Por los alambres circulan corrientes, todas de magnitud i, cuyos sentidos también se indican en la figura. Calcule la magnitud del campo de inducción magnética resultante en el punto O.

NIVEL INTERMEDIO

9.

C) 20 mT E) 0

i

O

El conductor de gran longitud que se muestra transporta corriente de 3,6 A. Determine el módulo de la inducción magnética en el punto P.

x

x

I

x

i

37º

I

A) 37º 5 cm

i

D)

2µ 0 i π x µ0 i 4 π x

P


P

x

i

B)

µ 0 i 2π x

C) E)

4µ 0 i π x µ0 i π x UNI 2006-I

Física


12.

Física

Una partícula cargada con carga + q y energía cinética T c viaja libremente en la dirección positiva del eje X acercándose al origen de coordenadas 0, en donde a partir del eje X positivo, existe un campo eléctrico y un campo magnético constantes (ver figura). Considerando que los efectos de la gravedad son insignificantes, y que la partícula continuó su viaje libremente según el eje X , determine la masa de la partícula.

A) 1,2 V B) 3,2 V C) 3,6 V D) 4,8 V E) 0,6 V





14.

Se tiene una espira metálica, la cual empieza a dilatarse a razón de 8 cm2 /s. Determine la fuerza electromotriz inducida y el sentido de la corriente inducida. Considere que la espira está en un campo magnético homogéneo de 0,5 T.

Y B=cte.

E

v

+q

0

X

B Z 2

2

 B  A) T c   E 

2

 B   B  2T c   B) 2T c   C)  E  E 

 B  2 D)   2  E 

A) 0,8 mV horario B) 0,2 mV antihorario C) 0,4 mV antihorario D) 0,4 mV horario E) 0,2 mV horario

2 B   E) T c   2 E  

Tc

UNI 2008-II

13.

Determine V si se sabe que la varilla cilíndrica conductora de 0,5 m de largo tiene una resistencia de 3 Ω y descansa sobre dos alambres lisos de resistencia despreciable. La inducción del campo magnético es uniforme y de 0,5 T, en dirección del semieje + Z . La varilla posee m=30 g.

15.

En el gráfico mostrado se tiene una espira de resistencia eléctrica 1 Ω y área 0,3 m2. Determine la energía disipada por la espira desde t=0 hasta t=10 s. B(T ) B

53º Z t(s) V

Y

4 3 X

A) 1 J B) 1,6 J C) 2,5 J D) 2 J E) 1,8 J


Física


16.

La espira cuadrada de 0,2 m de lado se desplaza con una rapidez constante v=5 m/s hacia un campo magnético de 0,04 T. Si la espira tiene una resistencia de 40 Ω, señale la gráfica de la intensidad de corriente inducida en la espira versus el tiempo, desde la posición mostrada hasta que abandona el campo magnético.


NIVEL AVANZADO

17.

Se muestra parte de una red de transmisión muy larga. Determine el módulo de la inducción magnética en P.

10A

16º

25 cm

P

37º 3A v

B

0,5 m

A) 8,4 µT D) 8 µT

0,5 m 18.

A)

B)

I (mA)

I (mA)

1

1

t(s)

t(s)

0 –1

0 –1

B) 2 µT

C) 16 µT E) 8,2 µT

Se muestra un conductor de gran longitud que se bifurca en P en 2 conductores de igual sección transversal. Calcule la inducción magnética en O. Considere que la figura es un octágono regular. a a

C)

I (mA)

1

a

t(s)

a O

0 –1

I

P a

I

D)

E)

I (mA)

1 0 –0,8

I (mA)

0,8 t(s)

A) t(s)

0

D)

µ 0 I 2πa µ0 I

7

3

4 πa


a

B) 0

C)

E)

µ0 I 2πa µ0 I 4 πa

11

Física


19.

Física

Considere el siguiente esquema. e

A)

B)

Z

Z

–

Y

v

Y

X

X

B R

C)

B=B0(– z )

Y

Z

U Y

X Z

X

En la región U existe solo un campo magnético constante y uniforme. En la región R existe, además, un campo eléctrico constante y uniforme, de tal forma que un electrón que ingresa a R (com en la figura) con una velocidad de 7,5×106 m/s no es desviado de su tra yectoria en dicha región. Si la trayectoria del mismo electrón en la región U posee un radio de curvatura de 0,05 m, halle la magnitud y la dirección del campo eléctrico en unidades del SI. Considere e /m=1,76×1011 C/kg. A) 5,27×103( î ) B) 5,27×103(− î ) C) 6,39×103( î ) D) 6,39×103(− î ) E) 6,87×103( î )

D)

E)

Z L

Z

( L2> L1)

L2

L

Y

L1

X

Y

X

21.

Se muestra las trayectorias de 2 partículas en las regiones 1 y 2, donde se han establecido campos magnéticos homogéneos. Indique verdadero (V) o falso (F) según corresponda. Desprecie efectos gravitatorios y electrostáticos. (1)

(2)

q2 UNI 2008-I

20.

Un núcleo de helio es lanzado sobre el plano XY . ¿Cuál de los gráficos corresponde a la tra yectoria descrita por la partícula? Desprecie efectos gravitatorios. Z

q1

I. Si B1 es entrante y B2 es saliente, se puede dar la trayectoria de q1 siempre que sea positiva. 

B



II. Si B1 B2 y son vectores entrantes, las partículas describen una trayectoria circunferencial. =

E





III. Si 1 B2 y son vectores salientes y q2<0, se puede dar la trayectoria de q2. =

Y v X

A) VFV D) FFF

B) FFV

C) FVF E) VVV


Física


22.

Una espira circular de longitud 3,33 cm se encuentra en el plano YZ con su centro en el origen. El campo magnético en la región es

A)



ε

t

t

1

0

B=0,35 T ( î − j − k). ¿Cuánto vale el flujo mag


t

2

t

3

nético (en weber × 10–4) a través de esta espira? A) 0,31 D) 0,60

B) 0,41

B)

C) 0,50 E) 0,71

t

0

Un imán se encuentra cercano al plano inclinado de la espira xaby mostrada, donde la barra conductora ab resbala por los rieles lisos por acción de la fuerza de gravedad. Señale la alternativa incorrecta.

C)

a

t

t

t

2

3

ε

0

D)

3

1

ε

t

1

0

E)

b

t

2

t

3

ε

θ

t

t

1

A) El potencial eléctrico en a es mayor que le potencial eléctrico en b. B) La fuerza de tensión en el hijo disminuye. C) La corriente inducida tendrá una dirección de x hacia y. D) La intensidad de campo eléctrico inducido tiene una dirección de x hacia y. E) Si la barra ab desliza con aceleración conste, el brillo del foco no se alterará. 24.

0

25.

t

2

t

3

Se muestran rieles verticales lisos y sin resistencia por donde una barra de 0,25 kg, 18 cm de longitud y R' Ω de resistencia eléctrica, resbala con MRU con 0,31π

cm min

.

Calcule el calor liberado por la barra en el tramo a → b. ( d ab=20 cm; g=10 m/s2)

El módulo de la inducción magnética del campo magnético, representado en la figura, varía de acuerdo a la gráfica adjunta. B

t

t

t

y

θ

a

t

2

x R N S

t

1

UNI 2006 - II

23.

ε

R'

a

B(T) B= t

2

b espira conductora

t(s) O

t1

t2

B=

3

π –1

T

t3

Indique la gráfica que represente mejor la variación de la fem inducida en la espira conforme transcurre el tiempo.

A) 0,5 kJ D) ( R + R ')

B) 0,5 J π

3


C) 1 J E) 0,3 J

Física


SEMANA

13

Física

Óptica I D) virtual - derecha E) el aumento es infinito

NIVEL BÁSICO

UNI 2006-I 1.

¿Cuántos grados debe girar el espejo, de modo que el rayo reflejado, en lugar de incidir en P, lo haga en Q?

4.

espejo

A) 120 cm D) 60 cm

puntero laser

5.

30° Q

A) 15º D) 30º 2.

B) 20º

P P

C) 60º E) 45º

6.

7.

C) 7 E) 4 UNI 2007-I

3.

¿Qué tipo de imagen forma un objeto que se encuentra a 5 cm de distancia de un espejo cóncavo de 10 cm de distancia focal? A) real - invertida B) real - derecha C) virtual - invertida

B) 1,21

C) 1,84 E) 2,6

Una lente de –1 dioptrías de potencia se ubica a 2 m de un objeto de 9 cm de altura. ¿Qué características presenta su imagen? A) virtual, invertida y 12 cm de altura B) real, derecha y 5 cm de altura C) virtual, derecha y 5 cm de altura D) virtual, derecha y 3 cm de altura E) real, derecha y 3 cm de altura

θ

B) 2

C) 40 cm E) 65 cm

UNI 2007 - I

x

7m

B) 30 cm

Un objeto de 3,0 cm de altura se sitúa a 20,0 cm de un espejo convexo que tiene una distancia focal de 8,0 cm. Calcule, en centímetros, la altura de la imagen. A) 0,86 D) 2,3

Una linterna envía un haz de luz muy delgado desde el fondo de una piscina hacia la superficie. La linterna gira en un plano vertical, de manera que el ángulo q varía desde q =0 hasta q =90º. Halle el mínimo valor de x, en metros, a partir del cual la luz no emerge de la piscina. (Índice de refracción del agua n=4/3)

A) 3 D) 3

De un espejo esférico de 40 cm de radio se obtiene una imagen virtual cuyo tamaño es la cuarta parte del tamaño del objeto. Determine a qué distancia des espejo está el objeto.

Un objeto luminoso colocado frente a un espe jo produce una imagen real del triple de tamaño. Si se desplaza una distancia de 18 cm, su imagen es virtual y del mismo tamaño que el caso anterior. Calcule la distancia entre estas dos imágenes. A) 162 cm D) 130 cm

8.

B) 182 cm

C) 220 cm E) 92 cm

Un espejo cóncavo ( f =30 cm) refleja sobre una pantalla, ubicada a 90 cm de él, una imagen de 10 cm de altura. ¿Qué altura presenta el objeto? A) 5 cm D) 15 cm

B) 10 cm

C) 2,5 cm E) 20 cm


Física



NIVEL INTERMEDIO

9.

c

Se muestra un espejo plano circular de radio R sobre el piso. Determine el diámetro de la mancha luminosa en el techo.

4 5

carrito en reposo

Aire

líquido

a

x

c

láser

techo

A) 15 m/s2

2m 0,5 m

D) R=10

A) 1 m D) 0,4 m 10.

B) 0,8 m

cm

12.

C) 0,6 m E) 0,2 m

Un objeto pequeño se encuentra frente a dos espejos planos. Si ambos giros en sentidos contrarios con una rapidez angular

π

rad

6

s

ω =

10 3

B) 10 m/s2

C)

m/s2

E)

15 2

m/s2

40 3

m/s2

Se hace incidir un rayo de luz en una fibra de vidrio de índice de refracción 1,5 como se indica en la figura. La fibra de vidrio es flexible y se puede doblar de manera que el ángulo q puede ser variado. ¿Cuál es el menor valor que se puede dar a este ángulo para que en el punto A no hay pérdida de luz por refracción?

, aire

¿en cuánto cambiará el número de imágenes formadas en los espejos desde el instante mostrado hasta que pasa 1 s?

θ

rayo de luz

A) 30º B) 45º C) 60º D) arcsen(0,667) E) arcsen(0,750) UNI 2006-II

13.

45º

A) 11 D) 8 11.

B) 3

C) 2 E) 9

En el fondo de un carrito hay un puntero láser que emite un rayo en dirección vertical. Además, se muestra la rapidez del rayo en cada medio. Determine la máxima aceleración horizontal que debe tener el carrito, tal que exista refracción en la superficie libre del líquido.

Se muestran un espejo y tres capas de material. Determine el menor valor del ángulo α para que el rayo de luz incidente no se refleje en el espejo.

 n = 4 ;  H2O 3 A) 30º B) 45º C) 53º D) 16º E) 60º


nvidrio

=

5 y n x 4

8 =   3 

espejo H2O vidrio x

α

Física


14.

Física

Un espejo esférico cóncavo produce una imagen real tres veces mayor que el objeto. Determine la distancia focal des espejo, en cm, si la distancia entre el objeto y su imagen es 20 cm. A) 7,0 D) 8,5

B) 7,5

18.

espejo

C) 8,0 E) 9,0

muro UNI 2008 - II

15.

h

Una persona realiza un MRU a razón de 1 m/s y se acerca al espejo retrovisor de un auto (espejo convexo) cuya distancia focal es de 20 cm. ¿Con qué rapidez media se desplaza la imagen desde que la persona se encuentra a 60 cm des espejo hasta que está a 30 cm?

A) 3 m D) 2 m

auto en reposo

16.

B) 0,2 m/s

C) 0,3 m/s E) 0,5 m/s

Un objeto se coloca a 60 cm de un espejo con vexo de 20 cm de distancia focal. ¿Cuánto varía la distancia (en cm) de la imagen al espejo si el objeto se mueve a una distancia de 80 cm del espejo? A) 1 D) 4

B) 2

20.

C) 3 E) 5

Un rayo de luz incide sobre un espejo (1). Determine la media del ángulo q si el rayo incidente se desvía 110º luego de reflejarse en los 3 espejos. A) 30º B) 31º C) 32º D) 33º E) 35º

(1) θ

21.

C) 10 m E) 4 m

B) – 20 cm

C) 40 cm E) –10 cm

Se tienen los siguientes datos con relación a la imagen de un objeto que se encuentra frente a un espejo esférico. • La imagen es virtual y el aumento lineal es 3. • El aumento lineal será 2 y la imagen será real si el objeto se desplaza 0,8 m a lo largo del eje principal. Determine la distancia focal del espejo. A) 0,64 m D) 1,35 m

NIVEL AVANZADO

B) 1 m

En un espejo retrovisor de un auto en reposo se ve la imagen de un objeto reducido a la décima parte de su tamaño. Si el objeto se halla a 1,8 m del vértice del espejo, determine la distancia focal del espejo. A) 8 cm D) – 5 cm

UNI 2006 - II

17.

h /4

1m

19.

A) 0,1 m/s D) 0,4 m/s

Determine la distancia mínima a la que se debe encontrar la persona respecto del muro para que se pueda ver de cuerpo entero. Considere que h es la altura a la que se encuentran sus ojos.

B) 0,96 m

C) 1,21 m E) 2,23 m

Indique la secuencia correcta de verdad (V) o falsedad (F) respecto a las siguientes proposiciones. I. En un espejo cóncavo, la imagen siempre es real. II. En un espejo cóncavo, la imagen puede ser de mayor tamaño que el objeto. III. En un espejo convexo, al alejar el objeto, la imagen puede ser de mayor altura que el objeto.

(2) θ

(3)

A) VVV D) FVV

B) FFF

C) VVF E) FVF


Física


22.

El techo de una casa tiene un agujero de 8 cm de radio por donde pasan los rayos luminosos, como indica el gráfico. A 4 m del techo se ubica el vértice de un espejo convexo de 1 m de radio, donde inciden los rayos de luz y se refle jan hacia el techo. ¿Qué radio tiene el círculo luminoso formado en el techo?

24.


En el gráfico se muestra el trayecto que sigue un rayo luminoso después de incidir en un cristal. ¿Qué intervalo de tiempo permaneció el rayo en el interior del cristal? c: rapidez de la luz en el aire en m/s. 37º aire n

luz

50 cm techo

16º

A) D) A) 12 cm D) 28 cm 23.

B) 16 cm

C) 72 cm E) 32 cm

Un rayo de luz se refracta pasando del aire a un medio transparente en donde su velocidad de propagación es de 2,25×10 8 m/s. Si el rayo refractado hace un ángulo de 16º con la prolongación del rayo incidente, determine el valor del ángulo de incidencia. Considere sen16º=0,276; cos16º=0,961. A) arccot(0,56) B) arccot(0,66) C) arccot(0,76) D) arccot(0,86) E) arccot(0,96)

25.

346 5c

B)

488 5c

528

C) E)

5c

122 125c 626 5c

Una placa circular muy pequeña está incrustada en un pisapapeles esférico de plástico cuyo radio es 3 cm. Si el índice de refracción del plástico es n1=1,5, determine a qué distancia aproximadamente de P se encuentra la imagen.

observador

P

1 cm

UNI 2008-II

A) 3,7 cm D) 1,7 cm


B) 1,5 cm

C) 1,4 cm E) 1 cm

Física


SEMANA

14

Física

Óptica II: Física moderna A) 50 D) 80

NIVEL BÁSICO

B) 60

C) 70 E) 90 UNI 2010-I

1.

Una lente está a 5 cm de una moneda, de modo que su imagen virtual tiene el doble de radio que la moneda. Determine la potencia óptica de la lente en dioptrías.

4.

Una onda electromagnética se propaga en el aire con una frecuencia de 3×109 Hz, luego incide en otro medio x donde µ x=4 y ε x=9. v aire

N

37º medio x

A) +0,1 D) +5 2.

B) +0,5

C) +10 E) +20 Indique las proposiciones incorrectas. I. Su rapidez en el medio x es 0,5×108 m/s. II. El ángulo de refracción es de 37º. III. La longitud de onda varía en 1/12 m al pasar del aire al medio x.

Determine la distancia focal de la lente que se encuentra en el aire si R=2 r =80 cm; nlente=1,8.

r

A) solo II B) II y III C) solo III D) I, II y III E) I y III

R

A) –100 cm D) – 33,3 cm 3.

B) +100 cm

C) +33,3 cm E) +180 cm

Dos lentes A y B convergentes iguales, de distancia focal 10 cm, se colocan separadas una distancia x. Un objeto se coloca a 15 cm del lado de la lente A (ver figura). Si la imagen final se forma a la misma distancia de la lente B, calcule x en cm. A objeto

B imagen

5.

Respecto del espectro electromagnético, ¿cuáles de las siguientes afirmaciones son correctas? I. Las ondas de mayor longitud se encuentran en la región de los rayos γ (gamma). II. En la región de radiofrecuencia se encuentran las ondas audibles por el oído humano. III. La región del infrarrojo se encuentra más próxima al visible que la región de las microondas. A) solo I D) I y III

15 cm

15 cm

B) solo II

C) solo III E) II y III UNI 2008-I


Física


6.

Respecto al efecto fotoeléctrico, indique la verdad (V) o falsedad (F) de las siguiente proposiciones. I. Cuando aumenta la intensidad de la radiación incidente sin variar la frecuencia, aumenta la energía de los fotoelectrones. II. Cuando aumenta la frecuencia de la radiación incidente sin aumentar la intensidad, entonces aumenta la energía de los fotoelectrones. III. Cuando aumenta la frecuencia de la radiación incidente, aumenta la cantidad de los fotoelectrones. A) FFF D) FVV

7.

B) FVF

C) VVV E) VVF

NIVEL INTERMEDIO

9.

B) – 2,4

Para un objeto, ubicado en el eje principal de la lente convergente, su aumento cambia de 1

−

2

1

a − . Calcule el cociente de las velocida4

des medias del objeto y la imagen en el inter valo de tiempo en el que se dan los cambios del aumento señalados anteriormente. A) 8

B)

1 2

D) 4 10.

Sobre dos placas, una de cobre y otra de cesio inciden rayos de luz de igual frecuencia v. ¿Cuál es la diferencia de las energías cinéticas (en eV) de los electrones de cesio y cobre con que abandonan la superficie de cada placa? Las funciones trabajo del cobre y cesio son 4,3 eV y 1,9 eV, respectivamente. A) – 6,2 D) 2,4


C)

1 4

E) 3

Un haz de rayos luminosos converge en el punto A, pero por el punto O se coloca una lente; entonces los rayos ahora se intersecan en A1. Determine la potencia óptica de la lente. ( AA1=10 cm; A1O=30 cm)

A

A1

O

C) –1,2 E) 6,2 UNI 2006-II

8.

Sobre una superficie de aluminio cae luz monocromática cuya longitud de onda es de 2000 o A . Para el aluminio se requieren 4,2 eV para extraer electrones. ¿Cuál es la energía cinética, en eV, del fotoelectrón más rápido emitido? ( h=4,13×10 A) 0,995 D) 3,995

–15

o

eV·s, 1 A =10–10 m, c=3×108 m/s) B) 1,995

C) 2,995 E) 4,995 UNI 2008-I

A) 1,21 D D) 3,3 D 11.

B) 1,75 D

C) 0,83 D E) 4,8 D

Si un pájaro está a 5 m de una lente convergente ( f 1=100 cm), y a 3,25 m de esta se ubica otra lente divergente ( f 2=– 50 cm), ¿a qué distancia de la primera lente se forma la imagen final del pájaro? A) 1,25 m D) 2,85 m


B) 1,74 m

C) 2,03 m E) 3,13 m

Física


12.

Física

Las figuras I, II y III muestran lentes y rayos luminosos que las atraviesan. Indique si las direcciones de los rayos son verdaderas (V) o falsas (F), en el respecto orden de las figuras. Los índices de refracción del medio y de la lente son n1 y n2, respectivamente.

I.

II.

III.

A) VVV D) VFV

n 1

< n2

n 1

> n2

n 1

> n2

B) VFF

A) VVV D) FFF 14.

C) FFF E) FVF

Indique verdadero (V) o falso (F) según las siguientes proposiciones. I. Si el campo eléctrico de la luz oscila en un solo plano, se dice que la luz está linealmente polarizada. II. Un polarizador permite el paso de la luz, únicamente de aquellos componentes de intensidad de campo eléctrico que vibran paralelamente al eje del polarizador y absorben a aquellas que vibran perpendicularmente a esa dirección. III. Cuando un haz de luz no polarizada incide en la superficie de un metal, es posible que se refleje ya polarizada.

C) VFV E) VVF

Dado que los enunciados corresponden al efecto fotoeléctrico, señale lo incorrecto. A) El efecto fotoeléctrico es el fenómeno que consiste en el desprendimiento o arranque de electrones de la superficie de un metal debido a la acción de la luz. B) Cada metal tiene una característica denominada función trabajo que representa la energía mínima con la cual el electrón está ligado al metal. C) La intensidad de la luz incidente es proporcional al número de fotones y por consiguiente determina el número de fotoelectrones que arranca del metal. D) La energía cinética de los fotoelectrones emitidos por un metal depende de la frecuencia de la luz incidente y de la función trabajo de atracción que depende a su vez del tipo de metal y del estado de su superficie. E) La energía cinética de los fotoelectrones emitidos por la superficie de un metal depende de la intensidad de la luz incidente.

UNI 2007-I

13.

B) VFF

15.

Al incidir luz de frecuencia v sobre una superficie metálica de función trabajo W , esta emite electrones con una energía cinética máxima E c. Entonces I. Al duplicar la intensidad de la luz, E c se duplica. II. Al duplicar la frecuencia de la luz incidente, W se duplica. III. La energía cinética máxima E c es igual a ( hv – W ) donde h es la constante de Planck. Son correctas A) solo I D) I y III

B) solo II

C) solo III E) II y III UNI 2008-II


Física


16.

En un experimento de efecto fotoeléctrico se utiliza una placa de sodio y luz ultravioleta de frecuencia 3×1015 Hz. Sabiendo que la frecuencia umbral del sodio es 5,5×10 14 Hz, determine aproximadamente I. la función trabajo del sodio en joules. II. el potencial de frenado en voltios. ( h=6,63×10 –34 J·s; e=1,602×10 –19 C) A) 33,15×10–20; 10,14 B) 36,46×10–20; 10,14 C) 36,46×10–20; 12,41 D) 38,63×10–20; 12,41 E) 33,63×10–20; 13,41

c 2

c 1

15 cm 30 cm

A) 0,4 m D) 0,8 m 20.

UNI 2007-I

NIVEL AVANZADO

17.


Para una lente delgada de radio útil igual a 0,1 f , calcule el tamaño de la imagen formada del objeto mostrado.

B) 0,5 m

Al lado derecho de una lente convergente de 10 cm de distancia focal se coloca una lente divergente de 15 cm de distancia focal, de tal manera que la distancia de separación entre las lentes es 35 cm. Si se coloca un objeto a 20 cm de la izquierda de la lente convergente, calcule la distancia de separación (en cm) entre el objeto y la imagen final. A) 15,5 D) 47,5

B) 24,5

objeto

f

A)

D) 18.

101 f 20

23'

19.

13 5

f

f

f

21.

C)

E)

8

11 f 7

99

f

5

Una persona miope no puede ver nítidamente a una distancia superior a 80 cm. Calcule la potencia que deben tener sus anteojos para que pueda ver con claridad los objetos lejanos. A) +0,15 D D) – 2,25 D

C) 36,5 E) 62,5 UNI 2008 - I

f

B)

C) 0,6 m E) 0,9 m

B) +0,25 D

C) +2,25 D E) – 1,25 D

Determine a qué distancia de la lente se ubica un objeto si su imagen se ubica a 1,8 m de la lente cuyo índice de refracción es de 1,5.

Respecto a las ondas electromagnéticas, señale la proposición incorrecta. A) La onda electromagnética es transversal a su dirección de propagación en el vacío. B) su rapidez de propagación en el vacío es igual a la de la luz en el mismo medio no importando cuáles sean la frecuencia, la longitud de onda o la intensidad de la radiación. C) La dirección y el sentido de propagación están determinados por el producto vectorial B × E , donde B y E son las componentes magnética y eléctrica de la onda. D) Toda carga acelerada irradia energía electromagnética. E) Los rayos X tienen frecuencia mayores que la radicación ultravioleta. 








UNI 2007 - II

Física


22.

Física

Respecto a las siguientes proposiciones, indique verdadero (V) o falso (F) según corresponda. I. Las OEM son perturbaciones que se generan en el campo electromagnético y se obtienen acelerando partículas electrizadas. II. Si una OEM ingresa a su medio, donde sus propiedades eléctricas y magnéticas se caracterizan por ε =3 y µ =12, entonces la onda se propaga con 50×10 6 m/s. III. Una OEM, cuya longitud de onda es 400 nm, ingresa del vacío a un medio donde µ =2 y ε =8, entonces su longitud de donde varía en 300 nm. IV. El experimento de Young pudo demostrar que la luz tiene naturaleza ondulatoria debido a que experimenta los fenómenos de difracción e interferencia por lo que se obtienen zonas brillantes y oscuras. r

A) 0,74 D) 3,03

24.

r

r

23.

C) FFVV E) VVVV

Se ilumina una superficie metálica con luz de 780 nm de longitud de onda detectándolo se que se emiten electrones con una energía cinética máxima de 0,37 eV. ¿Cuál sería la energía cinética máxima de los electrones en eV si se ilumina la superficie con luz de 410 nm? (constante de Planck=4,14×10–15 eV · s; velocidad de la luz=3×108 m · s–1)

Indique verdadero (V) o falso (F) según corresponda. I. Si algún tipo de luz visible arranca fotoelectrones de cierto metal, entonces la luz violeta también los arrancará siempre. II. Los rayos x tienen menor capacidad de penetración en la materia que los rayos gamma. III. Los rayos x y los rayos ultravioleta son de la misma naturaleza. A) VVF D) VVV

25.

B) VVFF

C) 1,81 E) 4,25 UNI 2007-II

r

A) VFVF D) FFVF

B) 1,22

B) FVV

C) FFV E) VFV

Respecto al láser, indique verdadero (V) o falso (F). I. Es una fuente de luz coherente. II. Sus frentes de ondas son planos. III. Se utiliza para perforar metales y evaporar diamantes. IV. Es altamente monocromático y se puede transportar con facilidad por medio de fibras ópticas. A) VFVF D) FVFV

B) VVFF

C) VFFF E) VVVV


Semestral Intensivo ELECTRODINÁMICA

ELECTROMAGNETISMO

ÓPTICA I

ÓPTICA II: FÍSICA

MODERNA

sin_2015_f_03

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