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Física SEMANA 16

RESOLUCIÓN

ÓPTICA Y FÍSICA MODERNA 1.

Una radiación luminosa que se propaga en el aire tiene una frecuencia de 6x108 MHz. ¿Cuál es la longitud de onda de esta radiación? A) 5 m C) 0,5 m E) 5.10-6 m

B) 5.10-5 m D) 5.10-7 m

RESOLUCIÓN

c 3 108 m / s 1   1015 7  2 6 10 m 14 f  5 10 Hz

f 

RPTA.: C 4. Un rayo de luz incide sobre un espejo convexo cilíndrico de radio 25 cm, como muestra la figura, calcula el ángulo que forma el rayo incidente con el rayo reflejado?

c 3 108   0,5 106 f 6 1014   5 107 m

A) 15°



D) 74°

Si una estación de radio FM emite sus señales a una frecuencia de 100 MHz, ¿cuál es la longitud de onda de las ondas que emite dicha radio? A) 0,3 m C) 3 m E) 300 m

E) 148°



B) 30 m D) 0,03 m

i i 25 cm 7 cm

c 3 108 m / s   3m f 108 Hz

16º

RPTA.: C 3.

¿Cuál es la frecuencia en MHz de un color monocromático cuya longitud de onda en el vacío es de 6.10-7 m? A) 5.1014 C) 5.108 E) 2.109

Superficie reflectora

RESOLUCIÓN

RESOLUCIÓN 

7cm

C) 53°

RPTA.: D 2.

Rayo incidente

B) 32°

  2i  2(16)   32

RPTA.: B 5.

B) 5.109 D) 5.107

¿A qué distancia de un espejo cóncavo, de 40 cm de distancia focal, se debe ubicar un objeto para que su imagen sea real y se ubique a 80 cm del espejo? A) 40 cm C) 8 cm E) 60 cm

Página 1

B) 80 cm D) 20 cm

Física A) La mitad del tamaño del objeto B) La cuarta parte del tamaño del objeto C) Del mismo tamaño del objeto D) Del doble del tamaño del objeto E) La tercera parte del tamaño del objeto.

RESOLUCIÓN 1 1 1   S S' f 1 1 1   S 80 40 1 1 1   S 40 80 1 1  S 80 S= 80 cm

RESOLUCIÓN 1  S' 1  S'

RPTA.: B 6.

¿A qué distancia de un espejo cóncavo, de 2m de radio, debe ubicarse un objeto para que su imagen real se forme a 2 m del espejo? ¿Cómo es el tamaño de la imagen? A) 2 m ; de mayor tamaño que el objeto B) 2 m ; del mismo tamaño del objeto C) 2 m ; de menor tamaño del objeto D) 1 m ; del mismo tamaño del objeto E) 1 m ; de mayor tamaño del objeto

Luego:





8.

1 1 2   S' S R 1 1 2 1 1     2 S 2 S 2 S= 2m y ' S' y ' 2 A    y S y 2 y '  y

Un objeto se ubica a 2 m de distancia de un espejo convexo de 1 m de distancia focal, ¿a qué distancia del espejo se forma la imagen y cuáles son sus características? A) 0,67 m ; virtual, mayor tamaño B) 0,67 m ; virtual, menor tamaño C) 0,67 m ; virtual, igual tamaño D) 1,5 m ; virtual, mayor tamaño E) 1,5 m ; virtual, menor tamaño

RPTA.: B 7.

y s  20 / 3    y    y y s  20  1 y  y 3 RPTA.: E



RESOLUCIÓN 

1 1  S f 1 1  20 10 1 1 1    S' 10 20 1 3 20   S'  S' 20 3

Un objeto se halla a 20 cm de un espejo convexo, de 10 cm de distancia focal. Luego, su imagen será: Página 2

derecha, de derecha, de derecha, de derecha, de derecha, de

Física RESOLUCIÓN 1 1 1   S' S f 1 1 1 1 1     1  S 2 1 S 2 1 3 2   S'   0,67 m S' 2 3 Luego: y ' S' y ' 2 / 3    y S y 2 y' 1 1   y'  y y 3 3

RPTA.: B 9.

Un objeto se ubica a 2 m de distancia de un espejo convexo y su imagen virtual se forma a 0,5 m del espejo, ¿cuál es la distancia focal de dicho espejo? A) -1,5 m C) -1 m E) (-2/3) m

Vagua Vaire  aire agua

Como: Vaire  Vagua Entonces: aire  agua

RPTA.: B 11. Las figuras representan bloques de vidrio de sección semicirculares, sobre los cuales incide un rayo de luz en el centro del semicírculo. Indique lo que no puede suceder (el medio es el aire) A)

B)

C)

D)

B) -2 m D) (-1/3) m

RESOLUCIÓN 1 1 1   S S' f 1 1 1 1 1    2  2 0,5 f 2 f 3 1 2  f  2 f 3

E)

RESOLUCIÓN

RPTA.: E 10. Si una onda electromagnética pasa del aire al agua, es cierto que: A) Su longitud de onda aumenta B) Su longitud de onda disminuye C) Su longitud de onda permanece constante. D) Su velocidad aumenta E) Su frecuencia disminuye.

La respuesta es D

RPTA.: B 12. Un objeto se ubica a 3 m de un lente convergente de 1 m de distancia focal ¿A qué distancia de la lente se forma la imagen y cuáles son sus características? A) 0,67 m ; virtual, derecha, de mayor tamaño B) 0,67 m ; virtual, derecha, de menor tamaño C) 0,67 m ; virtual, derecha, de igual tamaño

RESOLUCIÓN f1  f2

Página 3

Física D) 1,5 m ; real, invertida, de mayor tamaño E) 1,5 m ; real, invertida, de menor tamaño

Luego: y ' S' y ' 42 cm    y S 10 cm 21cm y’ = - 20 cm

RPTA.: A

RESOLUCIÓN 1 1 1   S S' f 1 1 1   3 S' 1 1 1 1 S' 3 1 2  S' 3 3 S'  2

14. Un objeto de 10 cm. de tamaño esta ubicado a 1m de un lente convergente de 2 m de distancia focal. Señalar que tipo de imagen forma el lente y que tamaño tiene. A) B) C) D) E)

Luego:

1 1 1   S S' f 1 1 1   1 S' 2 1 1   S'  2 cm S' 2 Luego:  2  cm y ' S'   y '  (10) y S 1

RPTA.: E 13. Un objeto de 10 cm de tamaño se ubica a 21 cm delante de un lente convergente de 14 cm de distancia focal. ¿Cuál es el tamaño de la imagen? B) 5 cm E) 2,5 cm

RESOLUCIÓN

20 cm 20 cm 10 cm 30 cm 10 cm

RESOLUCIÓN

3 y ' S' y'    2  y S y 3 y ' 1 y   y'  y 2 2

A) 20 cm D) 40 cm

Real ; Virtual; Real ; Virtual; Virtual;

C) 1 cm

y’ = 20 cm

RPTA.: B 15. Un lente divergente de -2 dioptrías de potencia, forma una imagen virtual a 25 cm del lente, ¿a qué distancia se halla ubicado el objeto?

1 1 1   S S' f 1 1 1   21 S' 14 1 1 1   S' 14 21 1 7  S' 14  21 S'  42 cm

A) 25 cm D) 50 cm

B) 20 cm E) 75 cm

RESOLUCIÓN 1 1 1   S S' f 1 1   2 S 1 / 4 1  4  2 S Página 4

C) 5 cm

Física S’ = 75 cm Luego:

1  2 S 1 S  m  50 cm 2

RPTA.: D

16. ¿Cuál es la distancia focal lente divergente para que un colocado a 2 m frente al forme una imagen virtual a de dicho lente? A) – 0,75 m C) – 3m E) + 1,33 m

 y s  y 75 cm    y s 5 cm 30 cm y  12,5 cm RPTA.: C

de un objeto lente, 0,5 m

18. Un objeto, de 10 cm de tamaño, se ubica a 3 m de un lente divergente de 1 m de distancia focal ¿Cuál es la posición de la imagen?¿Cuál es el tamaño de la imagen?

B) + 0,75 m D) – 0,67 m

A) B) C) D) E)

RESOLUCIÓN 1 1 1   S' S f 1 1 1   1 / 2 2 f 1 1 2   2 f 3 1   2 f 2 f  m  0,67m 3

1 1 1   S S' f 1 1 1   3 S' 1 1 1  1  S' 3 1 4  S' 3 3 S'   0,75 m 4 Luego:

17. Un objeto de 5 cm de altura se ubica a 30 cm de un lente convergente de 50 cm de distancia focal. Calcular el tamaño de su imagen. B) 10 cm E) 7,5 cm

RESOLUCIÓN 1 S' 1 S' 1 S' 1 S'

1 1   S f 1 1   30 50 1 1   50 30 2  150

2,5 cm 5,0 cm 2,5 cm 5,0 cm 2,5 cm

RESOLUCIÓN

RPTA.: D

A) 5 cm D) 15 cm

- 0,75 m ; - 0,75 m ; – 7,5 m ; – 7,5 m ; - 1,33 m ;

y s  y s

y '  (10)

C) 12,5 cm

 0,75 3

 2,5 cm

RPTA.: A 19. La miopía se corrige utilizando lentes …………, y la hipermetropía, utilizando lentes ………………. A) convergentes – divergentes B) divergentes – convergentes C) cóncavos – convexos D) divergentes – divergentes E) convergentes – convergentes Página 5

Física RESOLUCIÓN

RESOLUCIÓN

Respuesta B

E = Pt nhf = Pt n 6,63 1034 1,5 106  104

RPTA.: B 20. Una persona miope no puede ver con nitidez a una distancia superior a 50 cm. Calcular la potencia que deben tener sus anteojos para que pueda ver con claridad los objetos lejanos. A) – 2 dioptrías C) – 4 dioptrías E) – 2,5 dioptrías

B) – 3 dioptrías D) – 5 dioptrías



RPTA.: A 23. ¿Cuál es la frecuencia umbral (en Hz) para el efecto fotoeléctrico, sobre una placa de Wolframio, si el trabajo de extracción es de 4,52 eV? A) 11∙1014 B) 20∙1014 C) 42∙1014

1 1  = 2 dioptrías 1 f 2 P = -2 P

21. ¿Cuál es la energía (en eV) de un fotón de luz de frecuencia 16 3,2.10 Hz? h = 4,1.1015 eVs

hfo  4,51ev 4,52 ev fo  4,1 1015 ev s fo  1,1 1015 = 11.1014

D) 132,6 E) 523,3

RPTA.: A 24. En el efecto Compton, un fotón de 600 keV choca con un electrón en reposo y este adquiere una energía de 500 keV ¿Cuál es la energía del fotón después del choque?

RESOLUCIÓN E= hf E  4,1 1015 eVs 32 1015Hz



A) 100 eV B) 300 eV C) 500 eV



E= 132, 6 eV

22. Una emisora de radio de 10kW de potencia emite una onda de radio de frecuencia 1,5 MHz ¿Cuál es la cantidad de fotones emitidos por segundo? h = 6,63.1034 J.s

D) 200 eV E) 400 eV

RESOLUCIÓN

RPTA.: D

A) 1031 B) 1029 C) 1019

D) 26∙1014 E) 19∙1014

RESOLUCIÓN RPTA.: A





n  1031

RESOLUCIÓN

A) 133,1 B) 213,2 C) 231,2



Eantes = Edespués 600keV  500keV  E foton 100 ke V = Efoton

RPTA.: A

25. Calcular la longitud de onda (en m) asociada de una pelota de 10 g cuando se mueve a 6,63 m/s.

D) 1034 E) 1033

A) 1031 B) 1032 C) 1019 Página 6

D) 1034 E) 1033

Física 28. El segundo postulado de relatividad de Einstein nos dice:

RESOLUCIÓN h 6,63 1034 m / s2  p 10 103 6,63 m / s   1032 m



A) La masa se puede convertir totalmente en energía. B) Todos los fenómenos de la física son iguales en cualquier sistema de referencia. C) La velocidad de la luz es independiente de la velocidad de la fuente y del observador. D) El tiempo es absoluto y no depende del sistema de referencia. E) La masa aumenta si viaja a la velocidad de la luz.

RPTA.: B 26. ¿Cuál es la longitud de onda (en Å) asociada a una partícula de masa igual a la del electrón pero del doble de su carga, acelerado bajo una diferencia de potencial de 91 voltios? A) 0,3 B) 0,4 C) 0,6

D) 0,2 E) 0,9

RESOLUCIÓN

RESOLUCIÓN 

h  p



RPTA.: C

h 2mEK

h 2m  qv  0

  0,9 A

RPTA.: E

29. Un astronauta se dirige hacia un planeta que está a 3.1010 m (medido desde el observador en Tierra), con una rapidez de 0,8 c. ¿Cuál es el tiempo de viaje medido por el observador en Tierra y el tiempo medido por el astronauta?

27. ¿Cuál es la menor incertidumbre en la velocidad de un electrón confinado en una caja de 1000Å? A) 6.102 B) 6.103 C) 6.105

A) B) C) D) E)

D) 6.104 E) 6.106

125 s y 208 s 125 s y 75 s 166 s y 133 s 143 s y 123 s 75 s y 125 s

RESOLUCIÓN e = vt e t   125 s v

RESOLUCIÓN v 

la

h h   6,63 1034 4  x 4  107





t =

v  5,3 1028 v  580 m / s  6 102

t o

1  v / c

2

t 1   v / c   t o 2

RPTA.: A

125 0,6   to 75 s=  t o

RPTA.: B

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Física 30. ¿Cuánta energía tiene contenida 10 gramos de tiza cuando se encuentra en reposo? A) 9,0∙1014 J B) 4,5∙1014 J C) 18∙1014 J

D) 19∙1014 J E) 9,1∙1014 J

RESOLUCIÓN E = mc² E  10 103 9 1016

E  9 1014 J

RPTA.: A

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