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Evaluación por competencias B
CIENCIAS 7
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Lee el siguiente texto y con base en él, responde las preguntas 1 a 6
De la teoría atómica a la vida cotidiana
El modelo atómico actual se ha construido a partir de los trabajos teóricos y experimentales de muchos científicos. Cada
aporte ha sido como un granito de arena y ha permitido a los siguientes investigadores generar teorías cada vez más completas. Por ejemplo, para plantear su teoría atómica, Niels Bohr (1885-1962) usó uno de los trabajos teóricos más destacados
de Albert Einstein (1879-1955): el efecto fotoeléctrico. Gracias a esto recibió el premio Nobel de física en 1922. Según el
modelo de Bohr, el salto de un electrón de una órbita a otra implica la absorción o emisión de energía, lo cual se parece al
efecto fotoeléctrico, que consiste en la emisión de electrones por parte de un metal expuesto a radiación electromagnética. Es
decir, los fotones que inciden sobre los electrones los hacen saltar a un nivel de energía superior, hasta que estos abandonan
el átomo y se mueven libremente por el material. Sabiendo que la incidencia de luz sobre un material conductor genera una
corriente eléctrica, se ha desarrollado una gran variedad de dispositivos tecnológicos como los paneles solares, los sensores
de las cámaras fotográficas y los detectores de movimiento, entre otras.
La fluorescencia es otro fenómeno relacionado con la teoría atómica de Bohr. Se presenta en sustancias capaces de absorber
energía en forma de radiación electromagnética de cierta longitud de onda y emitirla en una longitud de onda mayor. El
proceso es muy similar al descrito por el modelo atómico de Bohr, pues un electrón emite o absorbe energía al cambiar de
nivel energético. La diferencia está en que no se trata de órbitas atómicas sino de orbitales moleculares o regiones donde es
más probable encontrar los electrones que forman enlaces entre los átomos. Esto se debe a que las sustancias fluorescentes
están formadas por moléculas y no por átomos aislados. Gracias a este fenómeno se han hecho avances tecnológicos en áreas
como la geología, la microscopía y la medicina, entre muchas otras, y se han diseñado dispositivos tan comunes como las
lámparas de mercurio que alumbran nuestros hogares.
1. En la teoría atómica de Bohr la órbita de un electrón
es
3. A partir del texto se puede inferir que el movimiento
de electrones libres a lo largo de un metal es
A. una región del núcleo atómico.
A. una onda de luz.
B. la trayectoria que sigue un electrón al abandonar el
átomo.
B. una corriente eléctrica.
C.un nivel energético del átomo en el cual se puede
ubicar un electrón.
D.la dirección de giro del electrón.
2. En el texto la palabra “fotones” se podría reemplazar
con
A. “neutrones”.
B. “fonones”.
C.“ondas mecánicas”.
D.“cuantos de energía”.
C.una fuente de rayos X.
D.una corriente iónica.
4. En el texto se dice que el efecto fotoeléctrico ocurre
por la incidencia de radiación electromagnética sobre
un material, pero también se dice que es provocado
por la incidencia de luz. Esto tiene sentido debido a
que
A. toda radiación electromagnética es luz.
B. la luz es un tipo de radiación electromagnética.
C.la luz nada tiene que ver con la radiación electromagnética.
D.la luz está constituida por un haz de electrones en
movimiento.
5. Según lo descrito en la lectura, ¿cuál de las siguientes imágenes representa mejor lo que ocurre en el efecto fotoeléctrico?
A.
B.
C.
D.
6. En el texto se habla de los electrones de un orbital molecular. Esto hace referencia a
A.los electrones en un nivel de energía de un átomo individual.
B.los electrones que ocupan un nivel energético en una molécula.
C.los electrones que se separan del átomo por la incidencia de un cuanto de energía.
D.los electrones que decaen a niveles más bajos de energía en un átomo.
Lee el siguiente texto y con base en él, responde las preguntas 7 a 12.
Importancia de la radiactividad
Generalmente, asociamos la palabra radiactividad con sus efectos negativos, como la destrucción por bombas atómicas, las
mutaciones genéticas o el cáncer. Pero la radiactividad es un fenómeno físico-químico cuyo estudio ha permitido refinar
los modelos atómicos y desarrollar nuevas tecnologías. La radiactividad es la propiedad que tienen algunas sustancias de
emitir espontáneamente radiación electromagnética o corpuscular, debido a la emisión de ondas o partículas provenientes
del núcleo atómico. Este fenómeno ocurre en átomos inestables, como algunos isótopos de ciertos elementos, que pierden
partículas del núcleo hasta convertirse en elementos más estables. La radiación emitida por esos átomos puede ser de tres
tipos: las radiaciones alfa y las beta incluyen la emisión de partículas que se desvían al interactuar con un campo eléctrico
o magnético, y la radiación gamma está constituida por ondas electromagnéticas de alta energía, capaces de penetrar en la
materia mucho más que las alfa y las beta.
Los fenómenos de radiactividad de un elemento pueden ocurrir de manera natural y de manera artificial o inducida. La
radiactividad natural ocurre espontáneamente en los átomos de algunos elementos, simplemente como consecuencia de
la interacción entre las partículas del núcleo. Este es el caso del uranio, el polonio y el carbono, entre otros. Esta radiación
es aprovechada en algunas aplicaciones científicas, como el uso del isótopo radiactivo carbono 14 (14C) en la datación
arqueológica.
Por otro lado, la radiactividad artificial se consigue al desestabilizar el núcleo mediante alguna manipulación físico-química.
También tiene muchas aplicaciones en la ciencia. Uno de sus usos más famosos es la producción de energía eléctrica mediante reacciones de fisión o fusión nuclear. Muchas ciudades poseen plantas de energía nuclear que proveen la electricidad
necesaria para el funcionamiento de la vida diaria. La Agencia Internacional de Energía, en un informe de 2005, mostró el
porcentaje de generación de electricidad a partir de distintas fuentes. Así pues, del total de energía eléctrica a nivel mundial,
se generó el 40.3% por carbón, el 16% por hidroeléctricas, el 19.7% por gas natural, el 6.6 % por petróleo, el 15.2 %
por energía nuclear y el 2.2% por otros tipos de energía renovable. De estos datos se infiere que el uso de energía nuclear
ocupa un lugar muy importante en el mundo actual.
7. En el texto la palabra “corpuscular” hace referencia a la radiación de
A. ondas electromagnéticas.
B. ondas mecánicas.
C.partículas con masa.
D.fotones.
8. ¿Qué significa la palabra “isótopos” mencionada en el texto?
A. átomos de elementos químicos tóxicos.
B. partículas de radiación emitidas por un átomo.
C.átomos del mismo elemento que tienen distinta cantidad de neutrones.
D.partículas subatómicas alojadas en el núcleo de un átomo radiactivo.
9. El hecho de que las partículas emitidas en el fenómeno de radiación alfa y beta se desvíen de su trayectoria ante un
campo eléctrico sugiere que
A. en este tipo de radiación se emiten partículas con masa.
B. las partículas en ese fenómeno tienen carga eléctrica.
C.en este tipo de radiación se emiten partículas eléctricamente neutras.
D.el campo eléctrico desvía todo tipo de radiación.
10.El número atómico del carbono es 6 y su número de masa es 12. Entonces, eso significa que el isótopo radiactivo 14C
tiene
A. dos neutrones de más que el número de protones.
B. dos neutrones menos que el número de protones.
C.dos electrones más que el número de protones.
D.dos electrones menos que el número de protones.
11.¿Cuál gráfica representa mejor el aporte de las diferentes fuentes de energía a la generación de energía eléctrica en el
mundo?
A.
B.
C.
D.
12.Teniendo en cuenta la lectura, hay un tipo de radiación muy peligrosa para los seres vivos, que es capaz de llegar hasta
el núcleo de las células y causar graves daños al material genético. ¿Cuál es?
A. Los rayos alfa.
B. Los rayos beta.
C.Los rayos gamma.
D.Los rayos X.
Lee el siguiente texto y con base en él, responde las preguntas 13 a 18.
El gran imán
El diario vivir de los seres humanos está inundado de campos magnéticos. Están por doquier: donde haya un dispositivo
electrónico, una línea de cableado eléctrico, etcétera. Esto es inevitable pues en toda la tecnología que nos rodea está involucrada la electricidad y, por ende, el magnetismo. Algunos aparatos, como los detectores de metales que encontramos
en almacenes y aeropuertos, o incluso los utilizados para detectar minas explosivas en los campos de guerra, están basados
en fenómenos sencillos del magnetismo. Funcionan con un campo magnético que emite una señal al ser alterado, lo cual
está de acuerdo con el principio de inducción.
No solamente los seres humanos estamos relacionados con los campos magnéticos, en realidad nuestro planeta entero
tiene que ver con ellos. De hecho, podríamos decir que la Tierra es en sí misma un imán a gran escala: funciona como un
dipolo magnético originado por el movimiento de las aleaciones de hierro en el núcleo externo. Esto genera un enorme
campo magnético que se extiende hasta el espacio exterior y nos proteje del viento solar. El viento solar es una radiación
constituida por partículas que viajan a muy altas velocidades, pero se desvían por causa de la fuerza que sobre ellas ejerce
el campo magnético terrestre.
Aunque la polaridad del campo magnético de la Tierra cambia, lo hace en períodos de tiempo tan largos que nosotros
no lo notamos. Por esta razón podemos usar la polaridad del planeta como un referente para la localización geográfica, es
decir, podemos usar dispositivos como la brújula para ubicarnos en el espacio. De manera similar, algunos animales poseen
órganos que les permiten identificar la polaridad magnética de la Tierra y ubicarse durante sus migraciones anuales.
13.En el texto se menciona que donde hay un cableado
que conduce electricidad se puede encontrar un campo
magnético. Las líneas de un campo magnético generado de esta manera son
A. paralelas al cable, en el mismo sentido de la corriente eléctrica.
B. circulares alrededor del cable.
C.paralelas al cable, en sentido contrario a la corriente.
D.elípticas y perpendiculares al cable.
14.El texto hace referencia al principio de inducción como
base del funcionamiento de los detectores de metales.
Este principio enuncia que
A. la presencia de un material metálico genera un
campo magnético.
B. un campo magnético que atraviesa un material
metálico genera otro campo magnético.
16.El hecho de que las partículas provenientes del viento
solar se desvíen a causa del campo magnético, sugiere
que son
A. partículas sin carga eléctrica.
B. radiaciones electromagéticas.
C.partículas con carga eléctrica.
D.neutrones acelerados.
17.Por la función que, como se mencionó, cumplen ciertos órganos de los animales migratorios, es probable
que contengan
A. algún material magnetizado.
B. algún material dieléctrico.
C.material radiactivo.
D.material paramagnético.
18.En el texto la palabra “dipolo” indica que
C.la variación de un campo magnético induce un
voltaje.
A. la Tierra está dividida en dos hemisferios geográficos.
D.los metales inducen campos magnéticos.
B. la Tierra posee dos polos magnéticos.
15.El hecho de que la Tierra sea un gran imán es coherente con la composición del su núcleo, ya que este está
hecho de un
A. material ferromagnético.
B. material diamagético.
C.material paramagnético.
D.material aislante.
C.la Tierra posee un polo magnético.
D.la Tierra se comporta como una carga eléctrica puntual.
Lee el siguiente texto y con base en él, responde las preguntas 19 a 25.
Pilas y baterías
Muchos de los aparatos eléctricos y electrónicos que usamos en nuestra vida diaria como las linternas, los reproductores
de música, el control remoto del televisor y muchos otros, utilizan pilas como fuente de energía. Las pilas son dispositivos
que transforman la energía química en energía eléctrica. Las pilas poseen dos electrodos denominados cátodo y ánodo, sumergidos en un material denominado electrolito en el cual ocurren reacciones químicas de oxido-reducción, de tal manera
que los electrones liberados durante la reacción viajan desde un electrodo hacia el otro a través de un conductor externo.
La diferencia de potencial que produce una pila depende de la naturaleza de las sustancias que componen el electrolito
y los electrodos, así que cada tipo de pila entrega un determinado voltaje. Dependiendo del voltaje al cual funcione un
dispositivo eléctrico, se requerirá un determinado tipo de pila o varias de ellas conectadas en serie.
Aunque usualmente también nos referimos a las pilas con el nombre de baterías, ambos objetos presentan algunas diferencias. En las pilas las reacciones químicas son irreversibles y su actividad cesa rápidamente, por lo que se deben desechar;
mientras en las baterías las reacciones son semi-reversibles y se pueden recargar para usarlas una y otra vez, por eso se les
denomina también acumuladores eléctricos. En general el principio físico-quimico del funcionamiento de las pilas y las
baterías es el mismo, pero las baterías requieren la aplicación previa de un voltaje para su funcionamiento y recarga.
19.La corriente eléctrica que circula por el aparato al cual
se conectan las pilas se debe a
A. los iones que se mueven desde el ánodo hacia el
cátodo de la pila.
22. Si un dispositivo eléctrico necesita tres pilas de 1.5 V
conectadas en serie para funcionar, ¿cuál es el valor del
voltaje total requerido?
A. 1.5 V
B. los electrones libres en el electrolito.
B. 3 V
C.los iones libres en el electrolito.
C.1 / 4.5 V
D.los electrones que viajan desde el ánodo hacia el
cátodo de la pila.
D.4.5 V
20.La reacción que ocurre para que haya una diferencia de
potencial entre los electrodos de una pila o una batería
es
23.En el texto la palabra "semi-reversible" significa que
A. las sustancias oxidadas podrían reducirse de nuevo.
B. las sustancias oxidadas se destruyen.
A. la aparición de un enlace covalente.
C.no hay una reacción de oxido-reducción.
B. una reacción física de cambio de estado.
D.las sustancias reducidas no se oxidan nuevamente.
C.una reacción química de pérdida y ganancia de
electrones.
D.la ionización del material que conforma la pila.
21.El conductor externo mencionado en el texto debe
estar hecho de un material metálico puesto que
A. en un metal los electrones pueden moverse con
facilidad.
24.El hecho de que las baterías se puedan recargar mediante
un voltaje aplicado implica que
A. la batería tiene energía ilimitada.
B. el voltaje aplicado proviene de la misma batería.
C.se entrega energía externa al sistema de la batería.
D.la batería no puede almacenar energía.
B. los iones se mueven libremente a través de un
metal.
25.Según el texto, con respecto a la repercusión sobre el
medio ambiente sería correcto afirmar que
C.un metal no permite el movimiento de electrones.
A. el uso de pilas genera más residuos que el de baterías
recargables.
D.el metal es un material magnético.
B. las baterías generan más contaminación que las
pilas.
C.la cantidad de material de desecho que generan las
pilas y las baterías es igual.
D.tanto las pilas como las baterías generan gases de
invernadero.