scv_2015_f_04 (1)

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UNIUNISemestralSemestral2 0 1 5

• Aptitud Académica

• Matemática

• Ciencias Naturales

• Cultura General

4Preguntas propuestas

Física

Prohibida su reproducción total o parcial sin autorización de los titulares de la obra. Derechos reservados D. LEG N.º 822

2

Electromagnetismo I

NIVEL BÁSICO

1. Se muestra la sección transversal de dos conductores muy largos y paralelos. Uno de ellos transporta una corriente con intensidad I2=10 mA. Calcule I si se sabe que la inducción magnética en P es vertical.

A) 24 mA

I1

I2

53º

P

B) 12 mA C) 10 mA D) 15 mA E) 24 mA

2. Por la espira circular de radio 1 m circula 10 A. Cal-cule el módulo de la inducción magnética en P.

R

P

O

I

1 m

A) 2π µT B) 22π µT C) 2π µT

D) π µT E) 4π µT

3. Calcule la inducción magnética resultante en el punto O que originan las corrientes I1=I2=10 A, que circulan por los cables de gran longitud. Considere R=0,5 m, los cables están en el plano XY.

I2

I1

RO

R

Y

Z X

A) – 3k µT B) 5 µT C) – 4k µTD) 3k µT E) 4k µT

NIVEL INTERMEDIO

4. La partícula de 4 mg y 2 mC de cantidad de carga, ingresa a un campo magnético uniforme de 20 mT de inducción. ¿Qué tiempo emplea la partícula desde el instante mostrado hasta que sale de la región del campo? Desprecie efectos gravitatorios. (v=20 m/s).

3 m

B

5 m

5 m

60ºv

M N

Q P

A) π/12 s B) π/30 s C) π/6 sD) π/15 s E) π/2 s

5. Una partícula electrizada con – 100 µC y 0,1 g es lanzada a una región donde existe un campo magnético uniforme de 2 T con una rapidez de 2 m/s. ¿Cuál es la distancia entre el punto de ingreso y el punto en el que abandona la región?

B

30º

1,5 m

A) 1 m B) 2 m C) 2 mD) 3 m E) 3 m

Física


3

6. Un electrón se desplaza paralelamente y equi-distante a dos cables muy largos que transpor-tan corrientes tal como se muestra. Calcule la intensidad de la corriente y la dirección que debe tener en el tercer conductor para que di-cho electrón no experimente desviación. Des-precie efectos gravitatorios.

2

I

2I

v

A) 3I; hacia la izquierdaB) 6I; hacia la derechaC) 3I; hacia la derechaD) 6I; hacia la izquierdaE) Esa corriente no es necesaria

7. En la figura, AB representa una varilla metálica que se mueve con velocidad constante, para-lelamente a un conductor muy largo que trans-porta corriente I. ¿Qué extremo de la varilla se encuentra a mayor potencial?

v

I

B

A

A) extremo AB) extremo BC) tiene igual potencial A y BD) no se puede precisarE) el potencial es nulo

8. Una partícula electrizada con q= – 1 mC ingresa con velocidad v

= − +( )200 3 200î j m/s a una

región donde se manifiesta un campo eléc-trico y un campo magnético uniformes con E

=(3×103 ) N/C y B

=(10 ) T. Calcule el mó-dulo de la fuerza resultante sobre la partícula. Desprecie efectos gravitatorios.

A) ( – 3 – 4 k) mNB) (4 k+3 ) mNC) (3 +4 k) mND) ( – 3 – 4 ) mNE) ( – 3 +2 k) mN

9. Con un alambre conductor de 40 cm de lon-gitud, se construye un solenoide que genera en su interior una inducción magnética de π×10 – 3 T, al circular por este una corriente de 2 A. Calcule el diámetro del cable que le utilizó.

A) 0,4 mm B) 0,5 mm C) 0,6 mmD) 0,8 mm E) 1,00 mm

10. Dos partículas electrizadas se mueven en un

campo magnético uniforme B. Calcule qq1

2 si

estas llegan a impactar en algún punto de la recta L que se muestran en el gráfico, además, ambas partículas ingresan simultáneamente a la zona del campo. Considere M1=M2.

BL

(2)

(1)

45º

v

v

A) 1 B) 2 C) – 2D) – 1 E) – 1/2

Física


4

11. Dos espiras circulares de radios iguales (R=5 m) se sitúan sobre los planos (Z; X) y (X; Y), de tal forma que sus centros geométricos coinciden con el centro del sistema de coordenadas. Si las intensidades de corriente son 4 A y 3 A, respec-tivamente, calcule el módulo de la inducción magnética en el punto (0; 0).

A) 0,4 π µT B) 0,3 π µT C) 0,1 π µTD) 0,2 π µT E) 0,6 π µT

12. Si el conductor es de gran longitud, calcule el módulo de la inducción magnética en O.

Z

Y

X

I

IR

O

A) µπ

π0 2

1632

IR

+

B) µπ

π0 2

416

IR

+

C) µπ

π0 2

1616

IR

+

D) µπ

π0 2

88

IR

+

E) µπ

π0 2

432

IR

+

13. Se muestra un cubo de arista L. Calcule el mó-dulo de la inducción magnética en el punto P, debido a la espira triangular.

P

I

Z

Y

X

I

I

A) µπ0 34

IL

B) µπ0 62

IL

C) 2 30µπ

IL

D) µπ0 32

IL

E) µπ0 24

IL

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

16º37º25 cm

P

3 A

10 A

A) 62,4×10 – 7 TB) 18,8×10 – 7 TC) 70,8×10 – 7 TD) 42,6×10 – 7 TE) 0 T

NIVEL AVANZADO

15. La inducción magnética de un campo magné-tico homogéneo está dirigido a lo largo del eje positivo de +Y. Un positrón ingresa a un cam-po, tal como se muestra, calcule la longitud del paso. (v=5×106 m/s).

Z

Y

X

53º

v

B=0,15 T

A) 714,5×10 – 6 mB) 734,4×10 – 6 mC) 742,4×10 – 6 mD) 698,7×10 – 6 mE) 674,8×10 – 6 m

Física


5

16. Se muestra las secciones de tres conductores 1; 2 y 3 de gran longitud. Calcule el módulo de la fuerza magnética que experimenta 1 m de longitud del conductor 3.

3 cm43 cm4

I3=20 A

I2=40 AI1=40 A

30º30º

A) 4×10 – 3 NB) 12×10 – 4 NC) 8×10 – 2 ND) 5×10 – 2 NE) 4×10 – 2 N

17. Cuando un electrón pasa por P, la fuerza resul-tante sobre él es nula. Indique la dirección de su velocidad más probable para ese instante.

g

B

PX

Y

Z

A) +X B) – X C) +YD) +Z E) – Z

18. Por un cilindro circular largo de paredes delga-das de 20 cm de radio fluye una corriente de 6,28 A. ¿Qué presión experimenta las paredes del cilindro?

A) 6,28 µPaB) 1,57 µPaC) 15,7 µPaD) 3,14 µPaE) 157 µPa

Física


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Electromagnetismo II

NIVEL BÁSICO

1. En una región donde la inducción del campo magnético homogéneo es πT, es lanzada una carga de 10 – 4 C y 6×10 – 4 kg con una velocidad de (0; π/6; 1/5) m/s, desde el punto 0. Calcule posición de la partícula luego de 15 s.

Z

YX O

A) (0; 1; 3) mB) (0; 3; 1) mC) (1; 3; 0) mD) (3; 1; 3) mE) (3; 2; 3) m

2. El conductor de longitud L y masa m desciende a velocidad constante v por los rieles lisos en un campo magnético uniforme de inducción B. Calcule la resistencia interna del conductor aislante.

g

B=cte.R

v

A) vB2L2/mg – RB) vB2L2/mg+RC) vB2L2/mgRD) vB2L2/mg+RE) 2vBL/mg+3R

3. Un imán unido a un resorte experimenta un movimiento oscilatorio, tal como se muestra en el gráfico.

observador

Respecto al observador, indique la secuencia correcta de verdadero (V) o falso (F) según co-rresponda.

I. Cuando el imán se aleja de la espira ambas se atraen.

II. Cuando el imán se aproxima a la espira, la corriente inducida en la espira es horaria.

III. Cuando el imán se aleja de la espira, la co-rriente inducida en la espira es antihoraria.

A) VFFB) VVVC) FVVD) FFFE) FFV

4. En un transformador reductor de voltaje, en el primario existen 300 espiras y en su secunda-rio 200 espiras. ¿Con qué voltaje alterno debe alimentarlo para que la reducción del voltaje sea de 60 V?

A) 180 VB) 300 VC) 50 VD) 120 VE) 290 V

Física


7

NIVEL INTERMEDIO

5. Al interrumpir el circuito de la izquierda, ¿qué ocurre en el circuito de la derecha?

R

A B

A) VA > VBB) VA > VAC) VA=VBD) La corriente inducida circula de B → A.E) La corriente inducida es nula.

6. El flujo magnético en una espira varía con el tiempo de acuerdo a φ=(t2+2t – 3) Wb. Calcule el valor de la fuerza electromotriz media en el intervalo [2; 5] s y el valor de la fem en el instante t=3 s.

A) 8 V; 9 V B) 5 V; 8 V C) 9 V; 5 VD) 9 V; 8 V E) 10 V; 5 V

7. En el circuito mostrado tenemos dos espiras circulares que tienen un área de 1 m2 pero diferentes campos magnéticos que están va-riando con el tiempo según B1=(2t2+4t) T y B2=(2t2) T; en t segundos. Calcule la magnitud de la corriente eléctrica que registra el amperí-metro para t=4 s.

R=20 Ω

B2B1

A

A) 0,2 A (→)B) 0,2 A (←)C) 0,1 A (→)D) 0,1 A (←)E) 0,5 A (→)

8. Un anillo de alambre de radio R se encuentra en un campo magnético, cuya inducción es perpendicular al plano del anillo y varía con el tiempo según la ley B=kt. ¿Qué intensidad de campo eléctrico se establece en el anillo?

A) kR B) kR/2 C) KR2

D) kt E) kRt2

9. Se tiene un alambre de un cierto material de longitud L=4 m y resistencia eléctrica R=4 Ω. Con este alambre formamos un rectángulo de dimensiones x, (L – x) y a continuación le aplicamos un campo magnético B0 variable y perpendicular al plano de la espira, que

aumenta a razón de ∆∆Bt0 11= −Ts . Calcule

el valor de la corriente máxima, en A, que circulará por ese circuito al encontrar el valor de x que hace máxima esa corriente.

A) 0,20 B) 0,25 C) 0,30D) 0,35 E) 0,40

UNI 2013 - I

10. Un alambre se desplaza en un campo magnéti-co uniforme de 0,2 T con una rapidez de 20 m/s. Calcule la fem inducida entre los puntos A y C.

v6 m

C

A

A) 10 VB) 12 VC) 24 VD) 30 VE) 45 V

Física


8

11. Un lazo rectangular conductor de masa m y re-sistencia eléctrica R es abandonado, tal como se muestra en la región circular donde se ha establecido un campo magnético homogéneo. Calcule la máxima aceleración que adquiere si en ese instante su rapidez es v.

A) gB b vRm

−2 2

g

B

2b

b

B) gB bRm

−2 2

C) gBv2

D) B b vRm

2 2 2

E) B b vRm

2 2

NIVEL AVANZADO

12. Un timbre funciona con 6 V. Si lo conectamos a una fuente de 220 V y a un transformador, cuya relación de transformación es 10, en el primario existen 1100 vueltas, ¿cuántas vueltas se deben quitar en el secundario para que el timbre funcione adecuadamente?

A) 40 B) 30 C) 80D) 70 E) 110

13. En la figura se muestra el modelo de un motor de corriente continua donde R=3 Ω y r=1 m. Si se cierra el conductor, ¿con qué rapidez angular estacionaria gira la barra conductora si la fuerza de fricción en el contacto móvil de 0,25 N? Considere que el campo magnético es uniforme y tiene 0,25 de inducción. Desprecie efectos gravitatorios.

B

R

10 V

A) 10 rad/s B) 15 rad/sC) 20 rad/sD) 25 rad/sE) 32 rad/s

14. La espira que se muestra tiene una densidad uniforme D, una resistividad ρ y una masa M. Si el módulo de la inducción magnética varía uni-formemente respecto del tiempo según k(T/s), calcule la intensidad de corriente inducida.

(d: espesor; d << r)

B(T)

rd

A) 2MkDπ ρ

B) MkD4π ρ

C) MkD2π ρ

D) 2π

ρMkD

E) 4MkDπ ρ

15. Una barra está oscilando de acuerdo a y=20sen(2π t) dentro de un campo magnético de 10 T tal como se indica. Calcula la fem inducida en los extremos de la barra.

ε

B

Y

X

A) 10π B sen 2π tB) π B cos 2π tC) 20π B sen 2π tD) 40π B cos 2π tE) B sen 2π t

Física


9

16. Se tiene un alambre delgado en forma de arco de circunferencia. Se le hace girar en torno al eje y generándose una superficie S. En la región hay un campo magnético cuya inducción es B. Calcule el flujo magnético a través de S.

B

aR

RR

X

Y

A) π R2B B) 0 C) π a2BD) π(R2 – d2)B E) π(4R2 – d2)B

17. Sobre una mesa lisa se encuentra una varilla conductora de 1,5 m de longitud, por la cual pasa una corriente eléctrica de 10 A, perpen-dicular a las líneas de inducción de un campo magnético homogéneo de 2r. Calcule la canti-dad de trabajo que se debe desarrollar sobre la varilla en un tramo de 50 cm, de tal manera que se traslade lentamente en dirección de la fuerza magnética.

A) 10 J B) – 15 J C) 20 JD) – 10 J E) 15 J

18. Se muestra una gráfica que describe el com-portamiento de la intensidad de corriente que pasa a través de un resistor de 5 Ω.

t(s)

I(A)

10

– 10

Indique la secuencia correcta de veracidad (V) o falsedad (F) según corresponda.

I. La corriente que pasa por el resistor es co-rriente alterna.

II. La corriente eficaz es 5 2 A . III. Durante 5 segundos el resistor disipa 2500 J.

A) VFVB) FFVC) VVVD) FVVE) VFF

Física


10

Óptica geométrica I

NIVEL BÁSICO

1. Un objeto se aleja de un espejo convexo de radio 3 m, con rapidez constante de 1,25 m/s. Si en t=0 está a 0,5 m del espejo, determine la rapidez media de la imagen hasta t=2 s.

A) 75 cm/sB) 62,5 cm/sC) 31,25 cm/sD) 39,25 cm/sE) 31,5 cm/s

2. A 20 cm de un espejo cóncavo se coloca un objeto. Si se obtiene una imagen derecha, cuyo tamaño es 2 veces más el del objeto, determine el radio de curvatura del espejo.

A) 40 cm B) 50 cm C) 60 cmD) 70 cm E) 80 cm

NIVEL INTERMEDIO

3. A 20 cm delante de un espejo convexo de 0,5 m de distancia focal y con un radio útil de 4 cm se coloca un objeto. Si un observador, cuyo ojo está en el eje del espejo a 1 m delante de este, mira el objeto reflejado en él, ¿cuál es la altura del objeto visible para el observador? Considere la pupila puntual.

A) 5,43 cmB) 6,48 cmC) 4,69 cmD) 5,16 cmE) 7,24 cm

4. Un espejo convexo tiene 80 cm de radio. Determine la distancia a la que debe colocarse un objeto, de manera que el tamaño de su imagen sea el 40 % del tamaño del objeto.


5. El rostro de un persona se encuentra a 25 cm de un espejo convexo de 20 cm de radio de curvatura. Si su imagen es de 4 cm, determine el tamaño real del objeto.


6. Un lápiz de 11 cm de altura está situado a 25 cm de un espejo convexo de 60 cm de radio. ¿Qué altura tendrá la imagen formada y en qué zona se ubicará?

A) 5 cm; virtualB) 6 cm; virtualC) 80 cm; virtualD) 6 cm; realE) 8 cm; real

7. Determine a qué distancia de un objeto debe estar el espejo de un auto, de tal forma que pueda ver una imagen reducida en la cuarta parte. Considere que el radio del espejo es 0,4 m.

A) 0,4 m B) 0,5 m C) 0,6 mD) 0,7 m E) 0,8 m

8. Un espejo esférico de 40 cm de radio refleja la imagen virtual de un objeto, la cual es la cuarta parte del tamaño del objeto. ¿A qué distancia del espejo está el objeto?


9. Frente a un espejo convexo se coloca un cubo a una distancia de 30 cm. Si la cara del cubo delante del espejo reduce su área a la novena parte, determine la medida del radio de curva-tura del espejo.

A) 10 cmB) 15 cmC) 20 cmD) 25 cmE) 30 cm

Física


11

10. Las superficies lisas AB, BC y CD son altamen-te reflectantes. ¿Qué ángulo forma el rayo inci-dente con el último rayo reflejado?

18ºA

B C

D

A) 18º B) 36º C) 72ºD) 144º E) 162º

11. Un haz luminoso incide sobre un espejo plano, el cual está rotando con rapidez angular cons-tante de π/12 rad/s con centro en O. Determine el tiempo que transcurre para que el rayo refle-jado se desvíe 60º.

ω

O

A) 1 s B) 2 s C) 3 sD) 4 s E) 5 s

12. Para que el niño de 1,4 m de altura pueda apre-ciar completamente su imagen en el espejo plano, determine aproximadamente la altura necesaria del espejo. Considere que AB=2 m y desprecie la distancia entre los ojos y la parte superior de la cabeza del niño.

53º53º

BB

AA

espejo

A) 21,5 cmB) 22,1 cmC) 24,5 cmD) 25,6 cmE) 30,2 cm

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

foco luminoso

fijo

techo

0,5 m

D=20 cm

2 m

A) 1 m B) 0,8 m C) 0,6 mD) 0,4 m E) 0,2 m

NIVEL AVANZADO

14. En el trópico de capricornio, en el instante en que ocurre el solsticio de diciembre, en una zona de Brasil, se coloca un pequeño espejo plano cuadrado de 30 cm de lado, tal como se muestra. Determine el área de la mancha luminosa que se forma en la pared vertical.

37º

cara reflectora

paredpared

A) 720 cm2

B) 450 cm2

C) 750 cm2

D) 640 cm2

E) 570 cm2

Física


12

15. Determine la altura del espejo plano si se sabe que el joven solamente logra ver los 3/4 de su imagen.

H espejo

A) H B) H/2 C) 7H/8D) 3H/4 E) 2H/3

16. Un espejo de 10 cm de longitud focal forma la imagen de una vela, de tal forma que su altura es un tercio de su altura normal. Si el objeto es desplazado de su posición respecto al espejo a lo largo de su eje principal, entonces se aprecia que la imagen formada tiene el doble de altura que la vela. ¿Cuál es la mayor distancia que fue desplazada la vela?

A) se acercó 25 cm al espejoB) se alejó 25 cm del espejoC) se acercó 35 cm al espejoD) se alejó 35 cm del espejoE) se acercó 15 cm al espejo

17. El techo de una casa tiene un agujero de 5 cm de radio por donde pasan los rayos luminosos, tal como lo muestra el gráfico. A 2 m del techo se ubica el vértice de un espejo convexo de 1 m de radio donde inciden los rayos de luz y se reflejan hacia el techo. ¿Qué radio tiene el círculo luminoso formado en el techo?

luz

techo

R


18. Un haz cónico convergente incide como se muestra en un espejo esférico cóncavo, de 0,4 m de distancia focal. ¿A qué distancia del foco se intersectan los rayos reflejados? (d=0,4 m)

dTC

A) 0,1 mB) 0,2 mC) 0,3 mD) 0,15 mE) 0,4 m

Física


13

Óptica geométrica II

NIVEL BÁSICO

1. Delante de una lente convergente de 20 cm de radio de curvatura, se coloca a 4 cm del mis-mo un objeto luminoso de 12 cm de tamaño. Determine el tamaño de la imagen.


2. En el gráfico se muestran 2 porciones de vidrio de índice de refracción n1 y n2. Si un rayo de luz incide con un ángulo q y sigue la trayectoria mostrada para salir por la cara vertical, deter-mine n1. Considere q=30º y n2=1,25.

θ

N1

N2N2

n2n2 n1n1

PP

A) 3 B) 5 C) 52

D) 5 E) 3

NIVEL INTERMEDIO

3. Un depósito cuyo fondo es un espejo plano se llena con agua hasta una profundidad de 20 cm y se observa que un objeto se suspende inmóvil a 8 cm por debajo de la superficie del agua cuando se mira con incidencia normal; ¿a qué profundidad aparente se ubica la imagen formada en el espejo?

(nH2O=4/3)

A) 20 cm

B) 24 cm

C) 26 cm

D) 28 cmE) 32 cm

4. El gráfico se muestra la esfera de vidrio su-mergida en dos sustancias transparentes. De-termine la desviación angular del rayo de luz que emerge de la esfera respecto del rayo que incide en ella.

30º30º(A) (B)

nBnBnAnA

5566==

A) 30º B) 37º C) 45ºD) 60º E) 74º

5. Se muestra un rayo luminoso que incide en la interfase de dos medios transparentes A y B. Determine el recorrido del rayo dentro del me-dio B si se conoce que el radio de la esfera B

es r=1 m. n nB A=

43

.

127º127º r=2 mr=2 m

BBAA

A) 1,2 mB) 0,8 mC) 3,2 mD) 1,6 mE) 4 m

Física


14

6. Un objeto se coloca a 14 cm delante de una lente convergente de 10 cm de longitud focal. Otra lente convergente de 14 cm de radio de curvatura se coloca a 40 cm detrás de la prime-ra lente. Determine la posición de la imagen.

A) La imagen se forma a 35 cm a la derecha de la primera lente.

B) La imagen se forma a 17,5 cm a la derecha de la primera lente.

C) La imagen se forma a 16,5 cm a la derecha de la primera lente.

D) La imagen se forma a 17,5 cm a la derecha de la segunda lente.

E) La imagen se forma a 17,5 cm a la izquierda de la segunda lente.

7. Un objeto de 20 cm de altura se coloca frente a una lente convergente de longitud focal d cm. Si el objeto se coloca a una distancia de 1,5 d cm, calcule el tamaño de la imagen en centímetros.

A) 10 B) 20 C) 30D) 40 E) 50

8. Frente a una lente delgada se ubica un objeto, de tal manera que se obtiene una imagen virtual del triple de tamaño que el objeto y a 60 cm de la lente. ¿A qué distancia de la lente se ubica el foco?


9. Una lente convergente de cuarzo (n=1,45) tiene una superficie cóncava de 24 cm de radio y otra convexa de 40 cm. ¿Cuánto es su distancia focal?

A) 133,3 cmB) 66,30 cmC) 10 cmD) 150 cmE) – 10 cm

10. Una lente delgada plano-cóncava tiene un radio de 60 cm en la cara esférica y un índice de refracción de 1,5. Determine su distancia focal.

A) 20 cm B) – 20 cm C) – 120 cmD) 120 cm E) – 60 cm

11. Determine los radios de curvatura de una lente bicóncava si se sabe que uno de ellos es el doble del otro y que la distancia focal debe ser igual a 12 cm, y el índice de refracción es 1,5.

A) 6 cm y 12 cmB) 8 cm y 16 cmC) 10 cm y 20 cmD) 9 cm y 18 cmE) 5 cm y 20 cm

12. Un objeto se coloca frente a una lente y se ob-tiene una imagen cuya altura es la quinta parte de la altura del objeto y derecha. Si la distancia que separa al objeto y su imagen es 48 cm, de-termine la potencia óptica de la lente.

A) – 0,02 DB) – 0,03 DC) – 0,05 DD) – 0,06 DE) – 0,10 D

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

r

R

A) – 100 cmB) +100 cmC) +33,3 cmD) – 33,3 cmE) +180 cm

Física


15

14. Una lente de – 5 dioptrías es colocada a 16 cm de un objeto de 9 cm de altura. ¿Qué altura presentará su imagen?


NIVEL AVANZADO

15. Un prisma isósceles de vidrio con peque-ños ángulos de refrigerancia se introduce en un haz de rayos paralelos que incidan nor-malmente sobre su base, cuya anchura es d=5 cm. Halle la medida del ángulo a si en medio de una pantalla situada a 1 m desde la base del prisma se forma una franja oscura de 1 cm de ancho. (nvidrio=1,57).

α

α

d

A) 2º B) 3º C) 6ºD) 8º E) 0,5º

16. Un buzo apunta verticalmente con su linterna hacia la superficie del agua (n=4/3) generan-do un círculo iluminado sobre ella se observa que el radio del círculo disminuye 6 cm cada minuto cuando el buzo empieza a subir verti-calmente hacia la superficie. Calcule la rapi-dez del buzo en cm/s.

A) 2 7 B) 4 7 C) 7 2

D) 7 3 E) 3 7

17. Determine la potencia de la lente mostrada si tiene un radio de 15 cm para la cara convexa y 20 cm para la superficie cóncava. Considere que la lente cuyo material tiene constante dieléctrica ε=2,3104 es delgada.

A) +1,15 DB) – 1,82 DC) +2,75 DD) – 0,532 DE) +0,867 D

18. La distancia focal de la lente de una cámara es 50 mm. ¿Cuánto deberá desplazarse el ob-jetivo para que la cámara pase de enfocar un objeto en el infinito a enfocar otro situado a 2,0 m?

A) 1,3 mmB) 1,7 mmC) 1,1 mmD) 1,5 mmE) 1,9 mm

Física


16

Introducción a la física moderna I

NIVEL BÁSICO

1. Respecto a los rayos láser, indique la secuen-cia correcta de verdadero (V) o falso (F) según corresponda.

I. La radiación láser es monocromática gene-rado por ondas en fase.

II. El láser corta y talla metales por vaporiza-ción.

III. Un láser puede ser producido a partir de una sustancia sólida, líquida o gaseosa.

A) VFV B) FVV C) VFFD) VVV E) FFV

2. Determine la secuencia correcta de verdade-ro (V) o falso (F) según corresponda.

I. La radiación térmica se produce solo a tem-peraturas altas.

II. Un cuerpo negro absorbe luz de todas las frecuencias.

III. Un cuerpo caliente no solo emite radiación, también la absorbe.

A) VVV B) FVF C) FVVD) VFV E) FFF

3. De las siguientes proposiciones, indique la se-cuencia correcta de verdadero (V) o falso (F) acerca de la naturaleza de los rayos X.

I. Los rayos X son partículas electrizadas que al pasar por campos eléctricos o magnéticos se desvían.

II. Los rayos X no se desvían por campos eléctricos o magnéticos.

III. Los rayos X son electrones atraídos de un me-tal por incidencia de luz de alta frecuencia.

A) FFV B) VVV C) FVFD) VVF E) FFF

4. La gráfica muestra la representación de una OEM, que se propaga en la dirección +Y en el vacío con una longitud de onda de 400 m. Indique lo incorrecto.

Y(m)

B(T)

E(108 V/m)

X

Y7,5

2,5

Zv

A) La OEM está linealmente polarizada.B) La frecuencia es 1,5×106 Hz.C) La rapidez de propagación es 300 000 km/s.D) La ecuación de E se define.

E t

yk

= × × −

7 5 10 2 0 75 10

4008 6, sen ,π

E) La ecuación de B

está dada por

B t

y

= × −

2 5 2 0 75 10

4006, sen ,π

NIVEL INTERMEDIO

5. Se muestra la variación de la intensidad de campo eléctrico de una OEM.

E t x

= −

−10 200

225

10 6sen π (v/m)

Calcule su rapidez de propagación y el índice n del medio por donde se propaga,

A) 105 m/s; n=3/2B) 225×106 m/s; n=4/3C) 106 m/s; n=1D) 225×106 m/s; n=4/3E) 225×105 m/s; n=5/3

6. La función trabajo para el zinc es 4,3 eV. ¿Cuál es la energía cinética máxima de los electrones expulsados de una superficie pulida de zinc si es irradiada por luz ultravioleta de 2448 Aº ?

(h=4,14×10 – 15 eVs).

A) 0,75 eV B) 0,67 eV C) 0,77 eVD) 0,87 eV E) 0,97 eV

Física


17

7. Se realizan experimentos del efecto fotoeléc-trico primero con luz roja, luego con luz verde y, finalmente con luz azul. Las longitudes de onda de estas radiaciones son 650 nm; 500 nm y 450 nm, respectivamente. Si las energías ci-néticas de los fotoelectrones arrancados por estas radiaciones son ER, EV y EA, indique la alternativa correcta.

A) ER > EV > EAB) EV > EA > ERC) ER > EA > EVD) EA > ER > EVE) EA > EV > ER

8. En un experimento, un haz de luz de 500 nm de longitud de onda incide sobre un metal cuya función de trabajo es 2,1 eV. Indique la se-cuencia correcta de verdadero (V) o falso (F) según corresponda.

I. No ocurre efecto fotoeléctrico. II. La longitud de onda de corte es 592 nm. III. El voltaje de frenado es 3 V.

A) VFF B) FVF C) FFVD) FVV E) FFF

9. Un fotón de λ=5×10 – 7 m interactúa con un electrón que se encuentra en reposo, entre-gándole la milésima parte de su energía, ade-más, toda la energía que recibe el electrón se transforma en energía cinética. Calcule la rapi-dez del electrón, aproximadamente en m/s, si se sabe que, me=9,11×10 – 31 kg, h=6,6×10 – 34 J · s, c=3×108 m/s.

A) 2,95×104 B) 1,36×104 C) 2,99×104

D) 29,97 E) 3,18×10 – 3

10. Se ilumina una superficie metálica con luz de 780 nm de longitud de onda, y se detecta que se emiten electrones con una energía cinéti-ca máxima de 0,37 eV. ¿Cuánto será la energía cinética máxima de los fotoelectrones, en eV, si se ilumina la superficie con luz de 410 nm?

(h=4,14×10 – 15 eVs; c=3×108 m/s)

A) 0,74B) 3,03C) 1,81D) 1,22E) 4,25

11. En un experimento se observa que al iluminar una lámina de plata con luz ultravioleta de λ=2536 Aº se produce el efecto fotoeléctrico, de tal forma que los fotoelectrones son frenados a un voltaje de 0,11 eV. ¿Cuál es la función trabajo de la plata? (h=6,63×10 – 34 J · s).

A) 3,22×10 – 19 JB) 8,21×10 – 19 JC) 1,28×10 – 19 JD) 7,66×10 – 19 JE) 5,38×10 – 19 J

12. La función trabajo del cesio es 1,9 eV. Calcule su frecuencia umbral y cuál será su potencial de frenado si la radiación incidente tiene una longitud de onda de 250 nm.

(h=6,62×10 – 34 J)

A) 4,59×1014 Hz; 3,06 VB) 2,36×1013 Hz; 3,6 VC) 6,30×1019 Hz; 4 VD) 3,21×1013 Hz; 2,6 VE) 5,32×1014 Hz; 2,4 V

13. Al incidir radiación de longitud de onda λ so-bre la superficie metálica de función trabajo φ esta emite electrones cuya energía cinética

máxima Ehc

Cmáx= −

λφ donde h es la constante

de Planck y c es la velocidad de luz. Si la inten-sidad de luz incidente se duplica, ¿cuál de las siguientes afirmaciones es correcta?

A) ECmáx y φ se reducen a la mitad.

B) Tanto ECmáx y φ se duplican.

C) Se duplica ECmáx y φ se mantiene constante.

D) ECmáx queda igual y φ se duplica.

E) Ni ECmáx ni φ son modificadas.

Física


18

NIVEL AVANZADO

14. Un radio detecta una señal electromagnética con una intensidad de 625×10 – 7 W/m2. Calcu-le la distancia, en km, a la cual se encuentra la antena que genera dicha señal si cuando avanza 10 km hacia la antena, se encuentra con una señal de 25×10 – 5 W/m2.

A) 5 km B) 10 km C) 15 kmD) 20 km E) 25 km

15. Una onda electromagnética se propaga en un medio dieléctrico de permitividad 9ε0 y permeabilidad µ0 sin pérdidas. Calcule la longitud de onda si la frecuencia es 50 MHz.

A) 0,8 m B) 0,5 m C) 1,5 mD) 2,0 m E) 3,2 m

16. Se realiza una prueba experimental para el efecto fotoeléctrico en un metal, obteniéndo-se el siguiente resultado para la gráfica fotoco-rriente (I) vs voltaje (V). Determine aproxima-damente, en eV, la función trabajo del metal. (h=4,14×10 – 15 eVs).

– 2,14

I(mA)

v(V)

A) 1,02 B) 2,00 C) 3,05D) 3,12 E) 2,72

17. Un capacitor se encuentra dentro de un tubo de vacío y una de las placas del capacitor tiene un orificio por donde ingresan electrones con una rapidez de 4,3×105 m/s, tal como se indica en el gráfico. ¿Qué voltaje mínimo hay que aplicar entre las placas del condensador para frenar los electrones y que no lleguen a placa negativa?

(me=9,1×10 – 31 kg; qe – =– 1,6×10 – 19 C)

e–v

V

A) 52,6 V B) 50,6 V C) 48,0 VD) 56,6 V E) 54,4 V

18. El potencial de frenado de los fotoelectrones en un experimento de efecto fotoeléctrico va-ría con la frecuencia de la luz incidente, según se muestra en el gráfico. Calcule la función tra-bajo de la muestra.

f (1015 Hz)

V0(V)

– 2

0,5 1

2

4

1,5

A) 3 eV B) – 1 eV C) – 2 eVD) 1 eV E) 2 eV

Semestral UNI

ElEctromagnEtismo i01 - c

02 - b

03 - e

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10 - d

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