MINISTERIO DE EDUCACIÓN SOCIEDAD PANAMEÑA DE FÍSICA UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁ
OLIMPIADA PANAMEÑA DE FÍSICA 2008
SEXTO AÑO, DUODÉCIMO GRADO (TERCER NIVEL), II RONDA
Selección múltiple: Escoger la mejor respuesta y llenar la hoja de respuestas. Ponga su nombre en letra imprenta y rellene bien los números donde se le pide su cédula. Si no tiene número de cédula dígale al profesor que le asigne un número. Rellene
bien la letra de su selección en el número correcto de la pregunta.
1. Considere dos muestras de gases ideales a la misma temperatura. Las muestras tienen la
misma masa total, pero la masa molar de primera muestra es mayor que la de la segunda muestra. En cual de las muestras es la energía cinética del gas mayor?
a. muestra #1.
b. muestra #2.
c. la respuesta depende de la masa del gas particular.
d. la respuesta depende de las masas molares particulares.
e. tanto c como d son correctas.
2. Dos conductores a y b están aislados uno del otro, formando un condensador. Se
incrementa la carga en a hasta +2Q y la carga en b hasta –2Q,
manteniendo los conductores en las mismas posiciones.
Que efecto tiene esto sobre la capacidad C?
a. C es multiplicado por un factor de 4.
b. C es multiplicado por un factor de 2.
c. C no cambia.
d. C es multiplicado por un factor de ½.
e. ninguna de las anteriores.
3. Un inductor (de inductancia L) y una resistencia (de valor R)
son conectados a una fuente de potencia. Al cerrarse el interruptor, la corriente empieza a fluir aumentando hasta un valor de equilibrio. El valor final de la corriente
a. es directamente proporcional a R y L.
b. es directamente proporcional a R e inversamente proporcional a L.
c. es inversamente proporcional a R y directamente proporcional a L.
d. es inversamente proporcional a R y L.
e. es independiente de L.
4. Cuando un aeroplano vuela a una altitud constante, tres fuerzas verticales actúa sobre él: el
peso w, un empuje hacia arriba L ejercido por las alas y una
fuerza hacia abajo T ejercida por la cola. En el equilibrio, las
magnitudes de L y T son:
a. L = w, T = 0.
b. L = w(1 + a/b), T = w(a/b). c. L = w(1 – a/b), T = w(a/b). d. L = w(a/b), T = w(1 + a/b).
5. Un sistema pasa del estado a al estado b siguiendo cualquiera de las tres
trayectorias mostradas en el diagrama PV de la derecha.Si el estado tiene
mayor energía interna que el estado a, a lo largo de cual de las trayectorias es
el valor absoluto de la transferencia de energía |Q| mayor?
a. trayectoria 1.
b. trayectoria 2.
c. trayectoria 3.
d. |Q| tiene el mismo valor en los tres casos.
e. No hay suficiente información para decidir.
6.La figura de la derecha muestra una onda electromagnética en el vacío
en un instante determinado en el intervalo entre x = 0 y x = l.
En este instante, en qué valores de x tiene el vector de Poynting
(valor instantáneo) tiene su magnitud máxima?
a. x = 0 y x = l solamente.
b. x = l/4 y x = 3l/4 solamente.
c. x = l/2 solamente.
d. x = 0, x = l/2, y x = l.
e. ninguna de las anteriores.
7. El diagrama PV de la derecha muestra dos caminos para ir del
estado a (izquierda inferior) al estado b (superior derecha) pasando
por el estado c o por el estado d. Cual de las siguientes afirmaciones
es correcta?
a. W > 0 tanto para el recorrido acb como para adb.
b. W > 0 para el recorrido acb pero W < 0 para adb.
c. W < 0 para el recorrido acb pero W > 0 para adb.
d. W < 0 tanto para el recorrido acb como para adb.
e. ninguna de las anteriores.
8. Se acelera un propulsor de momento de inercia igual a 0,150 kg.m2
inicialmente en reposo hasta alcanzar una rapidez angular de 200,0 rad/s. El trabajo neto realizado es de
a. 1 500 J.
b. 2 100 J.
c. 3 000 J.
d. 4 500 J.
e. ninguna de las anteriores.
9. En el transformador mostrado, el secundario tiene más vueltas que el primario. En esta
situación,
a. la corriente del primario es mayor que la del secundario.
b. la corriente del primario es menor que la del secundario.
c. la corriente del primario es igual a la del secundario.
d. la corriente en el primario puede ser mayor, igual o menor
a la del secundario.
e. no ha suficiente información para decidir.
10. Un gas ideal es llevado a través del ciclo mostrado en el diagrama PV acba El proceso ac
a b Para el proceso ac, a. Q > 0, W > 0, y ∇U = 0. b. Q > 0, W > 0, y ∇U > 0. c. Q = 0, W > 0, y ∇U < 0. d. Q = 0, W < 0, y ∇U > 0. e. ninguna de las anteriores.
11. Cinco condensadores idénticos se conectan como lo muestra la figura siguiente. Si la
capacidad total es de 2,40 µF, cual es el valor de cada una?
a. 6,0 µF.
b. 12,0 µF.
c. 3,0 µF.
d. 18,0 µF.
e. ninguna de las anteriores.
12. Un espejo convexo tiene una distancia focal de -20,0 cm. Cual es la distancia del objeto si
la distancia de la imagen es de -10,0 cm?
a. 10,0 cm.
b. 40,0 cm.
c. 60,0 cm.
d. 20,0 cm.
e. ninguna de las anteriores.
13. Un vaso contiene 0,50 kg de agua liquida y 0,50 kg de hielo a 0 °C. Se le insufla energía al
vaso hasta que la masa de agua liquida alcance 0,75 kg y el hielo 0,25 kg. Durante este proceso,
a. la temperatura de la mezcla de agua con hielo aumenta ligeramente.
b. la temperatura de la mezcla de agua con hielo disminuye ligeramente.
c. la temperatura de la mezcla de agua con hielo se mantiene sin cambio.
d. puede ocurrir cualquiera de las anteriores.
e. la respuesta depende de cuan rápido la energía fluye a la mezcla.
14. Dos cargas puntuales, +q (a la derecha) y –q (a la izquierda),
están ubicadas como lo muestra la figura.
A través de cual(es) de la(s) superficie(s) cerrada(s) es el flujo eléctrico neto nulo?
a. superficie A.
b. superficie B.
c. superficie C.
d. superficie D.
e. tanto en la superficie C como en la superficie D.
15. Una corriente constante fluye a través de un inductor. Si se
dobla la corriente manteniendo la inductancia constante, la energía almacenada en el inductor
a. se incrementa por un factor de 2,5.
b. se incrementa por un factor de 2.
c. se incrementa por un factor de 4 .
m2
m1
R
e. ninguna de las anteriores.
16. La capacidad calorífica a volumen constante de un gas biatómico (H2) es 5R/2 a 500 K pero
solo 3R/2 a 50 K. Esto es así porque
a. a 500 K las moléculas pueden vibrar, mientras que a 50 K no pueden vibrar.
b. a 500 K las moléculas no pueden vibrar, mientras que a 50 K no pueden vibrar.
c. a 500 K las moléculas pueden realizar rotaciones y a 50 K no pueden.
d. a 500 K las moléculas no pueden realizar rotaciones, y a 50 K si pueden.
e. ninguna de las anteriores.
17. Una espira flexible se ubica en una región de campo magnético uniforme de magnitud B
cuya dirección es entrando a la página. La espira es halada como lo muestran las flechas para reducir el área a cero, y en el proceso se induce una corriente.
Cual de las siguiente afirmaciones acerca de la corriente inducida en
la resistencia R es correcta?
a. la corriente fluye hacia abajo en R y es proporcional a B.
b. la corriente fluye hacia arriba en R y es proporcional a B.
c. la corriente fluye hacia abajo en R y es proporcional a B2.
d. la corriente fluye hacia arriba en R y es proporcional a B2.
e. ninguna de las anteriores.
18. El poste de izar la bandera de una escuela tiene una altura de 10,0 m. Si su densidad varía
con la altura de la forma 1
5 h
λ=
+ donde h es la altura medida a partir del piso, 5 es una
constante matemática, el centro de masa esta ubicado a
a. 3,90 m.
b. 4,10 m.
c. 4,50 m.
d. 5,20 m.
e. ninguna de las anteriores.
19. Un protón choca con una partícula α (cuatro veces la masa del protón) inicialmente en
reposo. La partícula α se mueve como resultado de la colisión con una rapidez de 2,4×106 m/s
formando un ángulo de 20º con la dirección inicial de la velocidad del protón que ahora tiene
una rapidez de 8,0×106 m/s. La dirección final del movimiento del protón con respecto a su
velocidad antes de la colisión es: a. 78º.
b. 16º. c. 41º. d. 24º.
e. ninguna de las anteriores.
20. La diferencia de potencial aplicado a un condensador es triplicada. El valor de su capacidad
(inicialmente de C0) ahora es de
a. 3,0 C0.
b. 1,5 C0.
c. C0.
d. 6,0 C0.
e. ninguna de las anteriores.
21. En la figura siguiente, las masas de los bloques son m1 = 10,0 kg y
m2 = 5,0 kg. La polea tiene un radio de 0,20 m y un momento de inercia
de 0,12 kgm2. Si la cuerda es ligera e inextensible y el coeficiente de fricción
entre el bloque de masa m2 y la superficie horizontal es 0,40, la aceleración del sistema será
a. 2,2 m/s2. b. 4,4 m/s2. c. 6,6 m/s2. d. 7,8 m/s2.
e. ninguna de las anteriores.
22. Cinco condensadores idénticos de 12,0 mF cada uno son conectados a una
fuente 12,0 V como lo muestra la figura siguiente. La carga del condensador inferior del diagrama es de
a. 29 mC.
b. 13 mC.
c. 36 mC .
d. 45 mC.
e. Ninguna de las anteriores.
23. Un electrón se mueve a una rapidez de 1,18×107 m/s. Su energía cinética
expresada en eV (Constantes, 1 eV ≈ 1,6×10-19 J y masa del electrón e = 9,1 X 10-31 kg) es de
aproximadamente
a. 200 eV.
b. 400 eV.
c. 100 eV.
d. 300 eV.
e. ninguna de las anteriores.
24. Al pasar del aire a un medio cuyo índice de refracción de valor ideal es de 1,5, un rayo de
luz de 600,0 nm tiene una longitud de onda de
a. 400,0 nm.
b. 600,0 nm.
c. 750,0 nm.
d. 900,0 nm.
e. ninguna de las anteriores.
25. Un condensador de placas paralelas es cargado usando una fuente de potencia que es
subsecuentemente retirada antes de llenar el espacio entre las placas con un dieléctrico de
constante κ. La inserción del dieléctrico multiplica la energía almacenada en el dieléctrico por
un factor de
a. κ -1.
b. κ.
c. 1/κ.
d. 1.
e. ninguna de las anteriores.
26. Una esfera sólida de 1,54 kg de masa, apenas flota en una solución cuya densidad es de
980,0 kg/m3 . El radio de la esfera es aproximadamente de
a. 10,1 cm.
b. 14,1 cm.
c. 9,2 cm.
d. 7,2 cm.
e. ninguna de las anteriores.
27. Una corriente de 5,00 A pasa por un circuito durante un minuto, la carga que pasa por el
circuito es de
a. 60,0 C.
b. 5,00 C.
b
a
d. 600 C.
e. ninguna de las anteriores.
28. La imagen de una lente convexa es
a. siempre virtual.
b. siempre real.
c. siempre recta.
d. siempre invertida.
e. ninguna de las anteriores.
29. Los tomacorrientes de una instalación doméstica se conectan en
a. en serie.
b. en paralelo.
c. ni en serie, ni en paralelo.
d. a veces en serie y a veces en paralelo.
e. no hay suficiente información para decidir.
30. La resonancia de un oscilador forzado ocurre para
a. una frecuencia de la fuerza externa igual a la mitad de la frecuencia natural.
b. una frecuencia de la fuerza externa igual a la frecuencia natural.
c. una frecuencia de la fuerza externa igual al tercio de la frecuencia natural.
d. cualquier frecuencia.
e. ninguna de las anteriores.
31. En el circuito que se muestra a continuación todas la resistencias son de 3,0 Ω. La
resistencia entre los puntos a y b es de
a. 15,0 Ω.
b. 27,0 Ω.
c. 8,2 Ω.
d. 3,0 Ω. e. 9,6 Ω.
32. Una tetera de cobre a temperatura ambiente se llena de agua también a temperatura
ambiente. Imagine un proceso mediante el cual el agua se congela espontáneamente mientras la tetera se vuelve caliente. Por qué tal proceso es imposible?
a. porque viola la Primera Ley de la Termodinámica.
b. porque viola la Segunda Ley de la Termodinámica.
c. porque viola tanto la Primera como la Segunda Ley de la Termodinámica.
d. porque viola la Ley Cero de la Termodinámica.
e. ninguna de las anteriores.
33. Un voltímetro ideal no cambia el comportamiento del circuito durante una medición. La
resistencia interna de tal voltímetro es
a. la misma resistencia del circuito.
b. puede tener cualquier valor.
c. idealmente infinita.
d. cero.
e. depende del circuito.
34. Un amperímetro ideal no cambia el comportamiento del circuito durante una medición. La
resistencia interna de tal amperímetro es
a. la misma resistencia del circuito.
b. puede tener cualquier valor.
c. idealmente infinita.
d. cero.
κ1 κ2
35. Los materiales ferromagnéticos pierden su habilidad de formar imanes permanentes si
a. se enfrían por debajo de su temperatura de Curie.
b. se calientan por encima de su temperatura de Curie.
c. se alinean de norte a sur.
d. se alinean de este a oeste.
e. nunca pierden esta habilidad.
36. Cuando un rayo de luz de 600,0 nm pasa del aire a un medio cuyo índice de refracción es
de 1,5, su frecuencia
a. aumenta de un factor de 1,5.
b. se reduce de un factor de 1,5.
c. se mantiene sin cambio.
d. aumenta de un factor de 3,0.
e. se reduce de un factor de 3,0.
37. La perturbación de un medio se describe mediante la funciónde onda
y= 0,40 cos(3,0x + 15,0t – 2,0), donde x está dada en metros y t en segundos. La rapidez de
propagación de la perturbación es de
a. 0,2 m/s.
b. 5,0 m/s.
c. 45,0 m/s.
d. 18,0 m/s.
e. ninguna de las anteriores.
38. Un condensador C0 es llenado hasta la mitad con dieléctricos de constantes κ1 y κ2 ,
respectivamente, como lo muestra la figura. La capacidad resultante es a. (
κ
1+κ
2)C0. b. 1 2 0 2 Cκ
+κ
. c. C0. d. 0 1 2 2 Cκ
+κ
.e. ninguna de las anteriores.
39. Para un oscilador LC, la frecuencia natural de oscilación es a.
ω
=LC. b. 1 LCω
= . c.ω
= LC . d. 1 LCω
= .e. ninguna de las anteriores.
40. Un astronauta viaja a un planeta cuya masa es el doble de la masa terrestre y cuyo radio
es el doble del radio terrestre. La masa del astronauta en este planeta será
a. doble de su masa terrestre.
b. cuatro veces su masa terrestre.
c. la mitad de su masa terrestre.
d. igual a su masa terrestre.
