PROBLEMAS DE FISICA _TIPO TIMSS

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PRUEBAS TIMMS – CIENCIAS NATURALES – DOMINIO DE CONTENIDO – FÍSICA – CALOR, TEMPERATURA Y FLUIDOS - 8º

I. TEMPERATURA Y TERMORRECEPTIVIDAD

1. La termorrecepción es un proceso que realizan los seres vivos para detectar diferencias de temperatura. En la secuencia de imágenes se observa la termorrecepción de anfibios como las ranas, quienes son sensibles a cambios muy grandes de temperatura, de ello se puede deducir que

A. Las ranas son excelentes termosensores biológicos

B. Las ranas carecen de tejido sensible a los cambios de temperatura

C. Si una rana es colocada en una vasija a temperatura ambiente y se expone a cambios graduales de temperatura, ella puede morir por cocción y no intenta saltar

D. La rana podría vivir en el Sol, ya que es guapa para aguantar altas temperaturas

2. Si a la ranita se le sometiera a pasar de la situación mostrada en la imagen #2 a la situación mostrada en la imagen #4 directamente, se esperaría que (justifica tu respuesta) __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________.

Pregunta #1 _Respuesta

_C

_{Dificultad Alta}

1

2

3

4

(2)

_Abierta

_{Dificultad Máxima}

Para considerar totalmente correcta la respuesta que los estudiantes den, es necesario que en sus argumentos ellos mencionen que la ranita salta debido a la diferencia de temperatura, es decir que debe mencionar el valor numérico de los grados de temperatura que se dan en las dos situaciones.

Código de corrección CRITERIOS DE CORRECCIÓN DE LAS RESPUESTAS Pregunta

#2 Respuestas correctas

10 La ranita salta ya que el cambio de temperatura es grande, pues se expone a una diferencia de más de 20ºC

11 Si alcanza ella salta, ya que se puede quemar, pues su temperatura aumentó en más de 20ºC

19 Otras respuestas

Respuestas incorrectas

70 Salta ya que la exponen a mucho calor Se asusta y no salta

Salta y se quema

71 Se queda quieta

79 Otras respuestas

II. CALOR Y DILATACIÓN DE SÓLIDOS

3. El fenómeno físico que se muestra en la secuencia de imágenes se presenta debido a la absorción de calor que realiza la esfera metálica, el cambio volumétrico que le ocurre a la esfera es conocido como

A. Cambio de fase

4

1

2

(3)

B. Condensación C. Contracción D. Dilatación

4. ¿Qué crees que le sucede a la esfera cuando se deja enfriar?

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_D

_{Dificultad Media}

La respuesta dada en el ejercicio cuatro se considera correcta si el estudiante responde que la esfera vuelve a su estado normal, teniendo en cuenta que se evidencie que la esfera no se deforma, mantiene su volumen, conserva su masa y vuelve a pasar por el orificio del alambre.

10 La esfera retoma su estado inicial, no se altera su volumen, ni su forma, además no pierde masa, por lo que ella vuelve a pasar por el aro del alambre.

11 La esfera queda como estaba inicialmente, ya que lo único que se produjo fue un cambio en la energía cinética de sus moléculas y se debilitaron las fuerzas de cohesión entre las mismas, pero al enfriarse, se vuelve a su estado normal

19 La esfera queda igual que al inicio, ya que emite al medio ambiente la energía que había absorbido en forma de calor.

70 La esfera se agranda y se deforma, por lo tanto ya no pasará más por el aro

71 La esfera se agranda ya que ahora tiene más energía La esfera aumenta su volumen y no pasa más por el aro

79 Otras respuestas

III. ESTADOS DE LA MATERIA

5. La secuencia de imágenes muestra lo que sucede al introducir en un horno de microondas una taza de hielo y una taza de agua y exponerlos por unos cuantos minutos.

1

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Este fenómeno ocurre ya que

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La respuesta será correcta en la medida que el estudiante mencione explícitamente los estados del agua y el estado de ordenamiento de las moléculas en dichos estados, además de estar en capacidad de reconocer que el efecto de las ondas de microondas sobre los alimentos es calentarlos al acelerar la rotación de las moléculas, lo cual hace que estas ondas aumenten la temperatura del líquido, pero no del sólido.

10 Cuando el agua está en estado líquido sus moléculas vibran y giran, ya que están dotadas de energía cinética, el efecto de las ondas de micro ondas consiste en aumentar más la energía cinética de estas moléculas, logrando que choquen unas con otras. En el caso del hielo, como sus moléculas solo vibran, la rotación que producen las ondas de microondas no alcanza a aumentar la energía cinética y el hielo no cambia de estado

11 El hielo no se descongela ya que necesita muchísimo más tiempo para que sus moléculas dejen de vibrar y ganen energía cinética que les permita chocar entre ellas y aumentar su temperatura. El agua líquida si se calienta ya que sus moléculas adquieren mucha más energía cinética de movimiento.

19 Para licuar el hielo se requiere entregarle mayor energía para que él la absorba y haga el cambio de fase. El agua líquida es fácil de calentar

70 El hilo sigue igual ya que el agua líquida es la que absorbe toda la energía que liberan las ondas de microondas

71 Hay mucho hielo y por eso no se derrite

79 El microondas solo calienta, pero no realiza cambios de estado. El microondas tiene poca energía para lograr derretir el hielo La temperatura del microondas no es suficiente para derretir hielo El microondas solo calienta cosas que estén en estado líquido y si se le colocan sólidos no causa ningún efecto sobre ellos

El hielo nunca se calienta, por eso es hielo Otras respuestas

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IV. PRINCIPIO DE BERNOULLI

6. El principio de Bernoulli es una ley natural que dice que cuando fluye cualquier fluido, como el aire, la presión de este disminuye conforme aumenta su velocidad. La secuencia de imágenes muestra un experimento casero para evidenciar este principio.

El ping pong logra sostenerse en la posición mostrada en la imagen #3 ya que A. El aire que sale de la secadora se mueve rápido y tiene baja presión B. El peso del ping pong es menor que el peso del aire

C. La gravedad hala hacia abajo la pelota mientras la fuerza del aire la empuja hacia arriba

D. La presión atmosférica es mayor que la presión del aire que sale de la secadora, por lo que la pelota se mantiene suspendida en el aire de más baja presión.

7. Si se toman pelotas de diferente tamaño y pesos, ¿podrá obtenerse el mismo efecto?, justifica tu respuesta

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Pregunta #6 Respuesta

D

Dificultad Alta

Las respuestas correctas dependerán de la forma como el estudiante en sus argumentos manifieste la relación existente entre la presión del aire que sale de la secadora y la velocidad que se le ejerce a este aire al momento de salir, además debe evidenciarse el equilibrio de fuerzas que se debe establecer entre la fuerza de gravedad y la fuerza

1

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ejercida por el aire sobre la pelota, o dicho de otra manera, la relación que se de entre la presión del aire y la presión atmosférica

10 Depende, de la velocidad del aire que sale de la secadora, de que tanto volumen tiene la pelota y de su peso.

11 Si, en la medida en que se conserve un equilibrio de fuerzas, es decir la gravedad y la fuerza del aire que sale de la secadora 19 No, si la velocidad con que sale el aire es muy baja, ya que su

presión es alta y puede vencer a la presión atmosférica. Otras redactadas en este mismo sentido

70 No, ya que el volumen de la pelota debe ser pequeño

71 Si, ya que lo único que importa es que salga aire de la secadora

79 Otras respuestas

V. PRESIÓN Y ESTADOS DE LA MATERIA

8. La secuencia de imágenes muestra un fenómeno físico que puede ser utilizado para triturar latas. Debe tenerse en cuenta que la lata que va a ser triturada no se le debe retirar toda la tapa, sino que debe abrirse pequeños orificios para vaciarla, además la cantidad de agua que se le debe echar es de unas cuantas gotas, finalmente el agua de la tina debe estar a temperatura ambiente y la lata se introduce boca abajo.

Este método de trituración de latas se debe a fenómenos físicos relacionados con A. Cambio en la presión del aire y en el estado físico del agua

B. Absorción de energía y dilatación C. Aumento de temperatura y contracción D. Pérdida de energía y radiación

2

4

1

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A

Dificultad Alta

9. ¿Podrá triturarse cualquier tipo de lata con este método?, Justifica tu respuesta __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________.

La respuesta de los estudiantes serán correctas en la medida que involucren explicaciones relacionadas con el grosor o calibre de la lata, la temperatura que alcance la lata, la cantidad de vapor que se logre recoger dentro de la lata, que el orificio por dónde se extrajo su contenido sea muy pequeño y el tamaño de la lata, entre otros.

10 Depende, del grosor de la lata, del tamaño de la lata, de que tan caliente logre ponerse, de la cantidad de vapor de agua que se logre encerrar en su interior, de que tan fría este el agua de la tina y de conseguir una diferencia de presiones considerable, es decir en el interior de la lata debe haber menor presión que la presión del medio ambiente, para que esta última sea la que triture la lata. 11 Si, en la medida que la lata sea pequeña, delgada y que este muy

caliente.

19 No, porque hay tarros grandes y gruesos que no será posible triturar, además se necesitaría de grandes hornos que alcancen altas temperaturas y podría ser peligroso para la persona que está realizando la actividad.

Otras razones similares

70 No, ya que se necesitaría un laboratorio especializado para lograrlo

71 Si, ya que desde que el agua de la tina este fría y el tarro caliente, este se deformará así no sea mucho.

Si porque lo único que importa es la diferencia de presiones.

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10. Observa la secuencia de imágenes y responde

El globo inflado con aire explota debido a A. El caucho se quema

B. El caucho del globo absorbe calor, calienta el aire y explota ya que en su interior hay mayor presión que la presión atmosférica

C. Quedo muy lleno y las moléculas se mueven a mayor velocidad, por lo tanto tiene menor presión y por eso explotan

D. El aire caliente es muy denso y hace explotar al caucho

11. La propiedad que permite que el globo llenado con agua soporte unos cuantos minutos de calentamiento es

A. Que el agua no absorbe calor y por eso se mantiene mucho tiempo en la llama sin aumentar el tamaño del globo

B. El agua tiene la propiedad de absorber grandes cantidades de calor sin dilatarse o expandirse bruscamente, manteniendo estable la presión dentro del globo

C. El agua de la llave cae muy fría y mientras se calienta el globo resiste sin problemas D. La lama es muy débil, lo cual no le causa molestias la caucho del globo.

B

Dificultad Alta Pregunta #11 Respuesta

B

Dificultad Alta

1

2

3

4

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