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CONCURSO ESTUDIANTIL DE FÍSICA ARQUÍMEDES 2012
PRUEBAS ELIMINATORIAS
NIVEL COLEGIAL
N
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7
PREGUNTA
Se deja caer una piedra desde una altura de 120 metros. ¿Qué distancia recorre en el último segundo antes
de tocar el suelo? (g=9.8 m/s2)
a.) 25.7 m
b.) 12,3 m
c.) 43,6 m
d.) 9.8 m
e.) 19.6 m
Qué condición debe cumplir el sistema referencial para que la Segunda Ley de Newton sea válida en ese
sistema?
a.) Que no se mueva b.) Sistema Inercial c.) Sistema con velocidad pequeña
d.) Sistema que rote uniformemente e.) Sistema Solar
⃗⃗ tiene una magnitud de 2 hacia la derecha. ¿Cuál
El vector 𝐴⃗ tiene una magnitud de 5 hacia la izquierda y 𝐵
⃗⃗ ?
es el valor de 2𝐴⃗ − 𝐵
a.) 12 hacia la izquierda b.) 10 hacia la izquierda c.) 8 hacia la izquierda d.) 8 hacia la derecha
e.) 12 hacia la derecha.
⃗⃗ 𝑐𝑜𝑛 𝜃, á𝑛𝑔𝑢𝑙𝑜 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 𝑙𝑜𝑠 𝑣𝑒𝑐𝑡𝑜𝑟𝑒𝑠. ¿Cuál de las siguientes
Para cualquier par de vectores 𝐴⃗ 𝑦 𝐵
⃗⃗?
afirmaciones NO es correcta acerca del producto 𝐴⃗ × 𝐵
⃗⃗ |sin(𝜃)
a.) Es un escalar igual a |𝐴⃗||𝐵
⃗⃗ es menor o igual al producto de las magnitudes de 𝐴⃗ 𝑦 𝑑𝑒 𝐵
⃗⃗ .
b.) La magnitud de 𝐴⃗ × 𝐵
⃗⃗ no tiene ninguna componente en la dirección de 𝐴⃗.
c.) 𝐴⃗ × 𝐵
⃗⃗ con 𝐵
⃗⃗ es igual al ángulo entre 𝐴⃗ × 𝐵
⃗⃗ y 𝐴⃗.
d.) El ángulo que forma 𝐴⃗ × 𝐵
⃗⃗ es lo mismo que −𝐵
⃗⃗ × 𝐴⃗
e.) 𝐴⃗ × 𝐵
Un auto se desplaza desde el punto A al punto B en cuatro horas, y luego desde el punto B al punto A en
seis horas. El camino entre el punto A y el punto B es perfectamente recto, y la distancia entre los dos
puntos es de 240 km. ¿Cuál es la rapidez media del auto?
a.) 0 km/h b.)
48 km/h c.) 50 km/h
d.) 60 km/h e.) 100 km/h
¿En cuál o cuáles de los siguientes ejemplos está actuando una fuerza neta igual a cero sobre la persona en
cuestión?
I. Una persona conduce un auto alrededor de una pista circular a una rapidez constante.
II. Una persona sentada en un tren que se desplaza con velocidad constante.
III. Una persona sentada en un carrito que sube por una pendiente recta con rapidez constante.
a.)
Sólo I b.)
Sólo II c.)
Sólo III d.) Sólo I y II e.) Sólo II y III
En la figura adjunta, un bloque está suspendido de dos cuerdas, de modo que
cuelgue inmóvil en el aire. Si la magnitud de T2 es 10.0 N, ¿cuál es la magnitud
de T1?
a.) 0.433 N b.) 0.500 N c.) 0.866 N
d.) 10.0 N
e.) 17.3 N
8
Dos masas, m y M, están conectados a una polea unida a una mesa, como en el
diagrama mostrado. ¿Cuál es el valor mínimo para el coeficiente de fricción estático
entre la masa M y la mesa para que la polea no se mueva?
a.) m/M
b.)
M/m
c.) g(m/M)
d.) g(M/m)
e.) g(M  m)
9
Un objeto de 3 kg de masa cuelga de un resorte de 50 N/m de constante elástica. ¿Qué tan lejos está la
posición de equilibrio de este sistema desde el punto donde el resorte no ejerce ninguna fuerza sobre el
objeto?
a.) 0.15 m b.) 0.33 m
c.) 0.50 m
d.) 0.59 m
e.) 1.50 m
10 El gráfico adjunto muestra la cantidad de fuerza aplicada a una roca de 20 kg,
inicialmente en reposo, en el tiempo. ¿Cuál es la velocidad de la roca a los cuatro
segundos?
a.) 1.25 m/s
b.) 5 m/s
c.) 10 m/s d.) 25 m/s
e.) 50 m/s
11 Un objeto en movimiento tiene energía cinética de 100 J y un momento lineal de 50 kgm/s. ¿Cuál es su
masa?
a.) 2 kg
b.) 4 kg
c.) 6.25 kg
d.) 12.5 kg
e.) 25 kg
12 Un observador A se mueve con velocidad v = √3 c respecto a una regla unida a otro observador B (c2
velocidad de la luz). La longitud de la regla medida por A es:
a.) igual a la que mide B.
b.) es la mitad de la que mide B.
c.) es el doble que la que mide B. d.) es √3 veces mayor que la que mide B
e.) √3 veces menor que la que mide B.
13 Un observador A se mueve con velocidad v = √3 c respecto a otro observador B (c-velocidad de la luz).
2
Que pueden decir estos observadores acerca de sus relojes?
a.) El observador A mira que el reloj de B se atrasa
b.) El observador B mira que el reloj de A se adelanta
c.) El observador B mira que el reloj de A marcha igual que el suyo
d.) El observador A mira que el reloj de B se adelanta
e.) Para A el reloj de B se adelanta y para B el reloj de A se adelanta.
14 La función de trabajo de un metal puede definirse como:
a.) la frecuencia mínima de la radiación electromagnética incidente, que se necesita para provocar
emisión fotoeléctrica.
b.) la longitud de onda mínima de la radiación electromagnética incidente, que se necesita para
provocar emisión fotoeléctrica.
c.) la energía mínima que deben sumar los fotones incidentes sobre una superficie, que se necesita
para provocar emisión fotoeléctrica.
d.) la energía mínima que se necesita para extraer un electrón desde el interior hasta la superficie, y
provocar así emisión fotoeléctrica.
e.) La energía cinética que adquiere el electrón al ser emitido por el efecto fotoeléctrico.
15 El conjunto completo de emisión o absorción de espectros de líneas para el hidrógeno en la región visible se
conoce como serie de
a.) Balmer
b.) Brackett
c.) Lyman
d.) Paschen e.) Dirac
16 “Como los fotones tienen características de onda y de partícula, quizá todas las formas de la materia tienen
ambas propiedades”, fue un postulado revolucionario sin confirmación experimental para su época que le
permitió obtener un premio Nobel a:
a.) Niels Bohr b.) Louis De Broglie c.) Werner Heisenberg
d.) Wolfgang Pauli e.) Erwin Schrödinger
17 La punta de un microscopio de efecto túnel, ¿qué tanto se
acerca a la muestra?
a.) 1.0 mm (103 m)
b.) 1.0 m (106 m)
c.) 1.0 nm (109 m)
d.) 1.0 pm (1012 m)
e.) 1.0 fm (1015 m)
18 ¿Quién desarrolló el “Principio de Exclusión”?
a.)
Niels Bohr
b.) Max Born
c.) Werner Heisenberg d.) Wolfgang Pauli
e.) Erwin Schrödinger
19 ¿Quién propuso el primer modelo atómico?
Bohr b.) Dalton c.) Rutherford d.) Schrödinger e.) Thomson
20 Identifique la expresión correcta. En el modelo atómico de Rutherford,
a.) Las cargas positivas y negativas estaban distribuidas uniformemente en un volumen esférico.
b.) Los electrones estaban limitados a unas cuantas órbitas circulares con radios bien definidos.
c.) Se esperaría que los electrones cayeran hacia el núcleo, en espiral, radiando ondas electromagnéticas.
d.) A los electrones se les asignó el momento angular spin
e.) Los electrones irradian energía en forma de ondas.
21 Según el principio de exclusión, el número máximo de electrones que cabe en un conjunto de orbitales con
cierto número cuántico n es:
a.) 2n + 1
b.) n2
c.) 2n2
d.) 2(2n + 1)
e.) 2
22 El número cuántico ml es el número cuántico………….
a.) Orbital
b.) magnético
c.) de spin
d.) principal
e.) azimutal
23 Teniendo en cuenta los siguientes conjuntos de números cuánticos para n, l, ml y ms, ¿cuál de los
siguientes grupos no es un conjunto posible para un electrón en un átomo?
n
l
ml ms
a.) 3
2
2 -½
b.) 4
3
2
½
c.) 4
3
-2
-½
d.) 5
4
2
½
e.) 5
2
3
½
24 El número cuántico l = 3 corresponde a la notación espectroscópica
a.) s
b.) p
c.) d
d.) f
e.) g
25 Para que un láser trabaje, usted necesita:
a.) Inversión de Población
b.) Emisión estimulada
c.) Inversión de población ó Emisión estimulada
d.) Inversión de población y Emisión estimulada
e.) ni Inversión de población ni Emisión estimulada
26 En el láser común de helio-?, el otro gas utilizado es
a.) Hidrógeno b.) Neón c.) Argón
d.) Radón e.) Xenón
27 Una banda de energía en un sólido es:
a.) una banda de conexión de átomos en el cristal
b.) una región de concentración de alta energía en el cristal
c.) un rango de energía saturada de estados cuánticos
d.) una banda de átomos de baja energía en un cristal.
e.) un estado cuántico único sobre un grupo de átomos en el cristal.
28 En la teoría de electrones libres de metales, ¿los electrones libres llenan los niveles cuantizados en
concordancia con qué principio?
a.) de Exclusión de Pauli
b.) de incertidumbre de Heisenberg
c.) de correspondencia de Bohr
d.) de equivalencia de Einstein
e.) de mínima energía
29 Un semiconductor puro es un aislante, pero se vuelve eléctricamente útil cuando
a.) se enfría a baja temperatura
b.) un campo magnético no muy grande se aplica
c.) algunos de sus átomos son remplazados por átomos diferentes
d.) estados cuánticos son creados en él.
e.) sigue el modelo a tamaños muy pequeños (nanómetros)
30 ¿Cuál es el número atómico del 236U?
a.) 92
b.) 144
c.) 236
d.) 328
e.) 380
31 ¿Cuál es el número de masa atómica de 236U?
a.) 92
b.) 144
c.) 236
d.) 328 e.) 380
32 ¿Cuál es el número de neutrones de 236U?
a.) 92
b.) 144
c.) 236
d.) 328 e.) 380
33 Si dos átomos son isótopos entre sí, entonces tienen:
a.) el mismo número de electrones en el átomo neutro.
b.) el mismo número de masa atómica.
c.) el mismo número de neutrones.
d.) el mismo número de nucleones.
e.) la misma vida en el decaimiento radiactivo.
34 En un instante dado, la velocidad de conteo de una fuente radiactiva es 128000 cuentas/s. Después de 24
min la rapidez de conteo ha caído hasta unas 8000 cuentas/s. Por consiguiente,
a.) la vida media de la fuente es de 1.5 min
b.) la vida media de la fuente es de 2 min
c.) la vida media de la fuente es de 6 min
d.) la constante de decaimiento de la fuente es de 161 s1
e.) ninguna de las conclusiones anteriores es correcta
35 Una partícula 𝑎𝑙𝑓𝑎 es:
a.) un neutrón energético emitido por el núcleo
b.) un fotón energético emitido por un núcleo
c.) un electrón energético emitido por un núcleo
d.) un paquete energético de 1 protón y 1 neutro emitido por un núcleo
e.) un paquete energético de 2 protones y 2 neutrones emitido por el núcleo.
36 Un rayo  contiene:
a.) un neutrón energético emitido por el núcleo
b.) un fotón energético emitido por un núcleo
c.) un electrón energético emitido por un núcleo
d.) un paquete energético de 1 protón y 1 neutro emitido por un núcleo
e.) un paquete energético de 2 protones y 2 neutrones emitido por el núcleo.
37 Un rayo  es:
a.) un neutrón energético emitido por el núcleo
b.) un fotón energético emitido por un núcleo
c.) un electrón energético emitido por un núcleo
d.) un paquete energético de 1 protón y 1 neutro emitido por un núcleo
e.) un paquete energético de 2 protones y 2 neutrones emitido por el núcleo.
38 La fisión nuclear se produce con más frecuencia
a.) después de la fusión nuclear
b.) después de la captura de neutrones
c.) en los núcleos de baja masa
d.) después de la colisión de dos núcleos
e.) a temperaturas extremadamente altas
39 Un cable sostiene un peso de 900 N en conjunto con un sistema de poleas sin fricción, según
se muestra. ¿Cuál es el valor de la fuerza P que se requiere para mantener el equilibrio?
a.) 90 N
b.) 300 N
c.) 450 N d.) 600 N
e.) 900 N
40 José corre a lo largo de una pista larga y recta. La variación de su velocidad v
con el tiempo t se muestra a continuación. ¿Cuál es su rapidez media durante
los primeros 50 segundos?
a.) 4 m/s
b.) 12 m/s
c.) 12 m/s
d.) 20 m/s
e.) 20 m/s
41 Según las variables del movimiento de los objetos A y B de la figura, se puede concluir que:
a.) El objeto A se mueve hacia la derecha mientras que el objeto B
se mueve hacia la izquierda
b.) El objeto A se mueve hacia la derecha frenando mientras que el
objeto B se mueve hacia la izquierda
c.) El objeto A esta en reposo mientras que el objeto B se mueve hacia la izquierda
d.) El objeto A no tiene definido su movimiento mientras que el objeto B se mueve hacia la izquierda
e.) El objeto A se mueve hacia la derecha mientras el objeto B no tiene definida la dirección de movimiento.
42 El carro de una montaña rusa sin fricción, parte del punto A
con rapidez vo desde una altura h = 60.0 m, como se indica
en la figura. Supóngase que puede ser considerado como
una partícula y que siempre se mantiene sobre su carril. La
rapidez del carrito en el punto C es 30.0 m/s. ¿Cuál es la
rapidez del carrito en el punto B? (Use g=9.8 m/s2)
a.) 41.0 m/s
b.) 19.6 m/s
c.) 15.8 m/s
d.) 18.0 m/s
e.) 10.8 m/s
43 Un bote que flota en una piscina grande se carga con bloques de madera y se marca el nivel del agua en la
orilla de la alberca con una línea roja y el nivel del agua en el bote con una línea azul. Los bloques ahora se
lanzan por la borda y flotan fuera del bote. Cuando el agua se calma de nuevo,
a.) La línea roja está ligeramente más arriba que el nivel del agua y la línea azul está ligeramente bajo el
agua
b.) La línea roja está ligeramente más abajo que el nivel del agua y la línea azul está arriba del nivel del
agua
c.) La línea roja sigue en el nivel de agua y la línea azul está bajo el nivel del agua
d.) La línea roja está bajo el nivel del agua y la línea azul sigue al nivel del agua
e.) La línea roja sigue en el nivel del agua y la línea azul está ligeramente sobre el nivel del agua
44 Considere cuatro objetos, A, B, C y D. Se comprueba que A y B están en equilibrio térmico. También se
comprueba que C y D lo están, no así A y C. Se concluye que:
a.) B y D se encuentran en equilibrio térmico.
b.) B y D podrían encontrarse en equilibrio térmico, pero no necesariamente.
c.) B y D no pueden encontrarse en equilibrio térmico.
d.) B y D no tienen la misma temperatura
e.) B y D podrían tener diferentes temperaturas
45 ¿En qué temperatura coinciden las escalas Fahrenheit y Celsius?
a.) 0°F ≡ 0°C
b.) 32°F ≡ 32°C
c.) 40°F ≡ 40°C
d.) 104°F ≡ 104°C
e.) −40°F ≡ −40°C
46 Si una muestra de isótopos tiene vida media de un día ¿Cuánto de la muestra original quedará al final del
segundo día?
a.) 1/8
b.) 1/6
c.) ½
d.) ¼
e.) 1/8
47 ¿Qué se puede decir de las fuerzas gravitatoria y electrostática entre dos protones que se encuentran a 1 m
de distancia? (masa protón: 1,66 x 10-27 kg, carga protón: 1,6 x 10-19 C)
a.) La fuerza electrostática es mucho mayor que la gravitatoria.
b.) La fuerza electrostática es menor que la gravitatoria
c.) Son iguales
d.) La fuerza gravitatoria es 9.8 veces la masa del protón
e.) La fuerza electrostática es 9.8 veces la carga del protón
48 El punto A está a 3 metros de una carga Q y el punto B está a 5 metros de la misma carga. Podemos
asegurar:(E, campo eléctrico; V, potencial eléctrico)
a.) 25 EA=9EB
b.) 5 VA= 3 VB
c.) 5 EA=3 EB
d.) 9 VA=25 VB
e.) 9 EA=25 EB
49 Una carga puntual +q está situada en el origen, y una carga igual pero opuesta -q está sobre el eje X en lado
negativo en x= -a. El campo eléctrico sobre el eje X, en un punto x muy alejado del origen se puede
considerar que es:(K=9x109 Nm2/C2, constante de Coulomb)
a.) Ex = Ey = Ez = 0
b.)
c.)
d.)
e.)
Ex = Ey = 0 Ez = (2Kqa)/x3.
Ex = Ez = 0 Ey = (2Kqa)/x3.
Ey = Ez = 0 Ex = (2Kqa)/x3.
Ex = Kqa Ey =Kqa Ez =Kqa
50 En el centro de un cascarón esférico metálico de espesor “a” se encuentra un electrón. Identifique la
expresión falsa.
a.) En la región entre el electrón y el cascarón el campo eléctrico es nulo
b.) En la región dentro del espesor “a” del cascarón el campo eléctrico es radial y orientado hacia el
electrón
c.) Para todos los puntos en la superficie exterior del cascarón el potencial eléctrico es el mismo
d.) Fuera del cascarón el campo eléctrico es nulo
e.) Fuera del cascarón el potencial eléctrico decrece con la distancia
51 Un neutrón penetra perpendicularmente en un campo magnético uniforme. ¿Cuál es la trayectoria que
describe?
a.) Rectilínea b.) Circular
c.) Parabólica d.) Espiral e.) Helicoidal
52 Si hacemos girar una espira conductora alrededor de un diámetro que es paralelo a un campo magnético,
qué se induce en la espira?
a.) Calor b.) Corriente continua
c) Corriente alterna
d.) Corriente pulsante
e.) No se induce corriente
53 ¿En qué ley física se basa el principio de funcionamiento del alternador?
a.) Ley de Faraday
b.) Ley de Coulomb
c.) Ley de Gauss
d.) Ley de Ohm
e.) Ley de Newton
54 Calentamos 3.0 litros de gas ideal desde 27° C manteniendo su presión constante de 2.0 atm. ¿Cuánto
trabajo es hecho por el gas cuando su temperatura se cambia de 27° C a 227° C?
a.) 4.0 J
b.) 5.0 J
c.) 20.2 J
d.) 100.5 J
e.) 405.2 J
55 Una masa suspendida de un resorte oscila con MAS con una amplitud de 5 cm y una frecuencia de 100
oscilaciones cada minuto. Cual será su frecuencia para una amplitud de 10 cm?
a.) 200 osc/min
b.) 50 osc/min
c.) 400 osc/min
d.) 25 osc/min e.) 100 osc/min
56 La velocidad de un oscilador armónico varía como 𝑣 = 5sin(0.5𝑡 + 3). Cuanto tiempo tiene que pasar
después de los 30 s para que la magnitud de su aceleración sea máxima?
a.) 5.0 s
b.) 1.2 s
c.) 1.7 s
d.) 0.3 s
e.) 2.4 s
57 Identifique la expresión falsa.
a.) Si una ecuación es dimensionalmente correcta entonces esa ecuación debe ser verdadera
b.) Si una ecuación es dimensionalmente incorrecta entonces esa ecuación debe ser errónea
c.) Si A y B poseen diferentes unidades entonces estas cantidades no pueden sumarse.
d.) Si A y B poseen las mismas unidades entones si se pueden multiplicar.
e.) Si A es multiplicada por un número adimensional no pierde sus unidades.
58 El estándar de masa es un cilindro de platino e iridio que tiene 39.0 mm de altura y 39.0 mm de diámetro.
Cual es la densidad de este material?
a.) 46589 kg/m3
b.) 21464 kg/m3 c.) 1000 kg/m3
d.) 5560 kg/m3
e.) No se puede calcular
59 En el día de la boda el novio le regala a la novia un anillo de oro de 3.80 g de masa. Después de 50 años de
casados la masa del anillo se redujo a 3.35 g. En promedio cuantos átomos de oro se perdieron cada
segundo? La masa atómica del oro es 197 uma.
a.) 87.24 atom/s b.) 0.45 atom/s c.) 8.724 x105 atom/s d.) 4.5x105 atom/s e.) 8.724x1011 atom/s
60 Un bloque de 1 kg sobre un plano inclinado sin fricción está conectado por una
polea a un bloque de 0.5 kg que cuelga, como en el diagrama mostrado. ¿A qué
ángulo el sistema está en equilibrio?
a.) 0º
b.) 37º
c.) 30º
d.) 45º
e.) 60º