Preguntas propuestas

Preguntas propuestas
5
2015
• Aptitud Académica
• Matemática
• Cultura General
• Ciencias Naturales
PrácticaFísica
por Niveles
Hidrostática II
A) 200 N
B) 510 N
C) 300 N
D) 600 N
E) 500 N
NIVEL BÁSICO
1.
En el recipiente mostrado se tiene agua y aceite. En el agua se tiene una burbuja de aire pequeña en reposo. Si se coloca un bloque de
madera lentamente en el aceite y flota de tal
modo que su nivel libre asciende en 1 cm, ¿en
cuánto se incrementa la presión (en Pa) en el
aire que contiene la burbuja?
(ρaceite=800 kg/m3; g=10 m/s2)
A) 20
B) 60
C) 50
D) 80
E) 70
aceite
H2O
5.
Los manómetros A y B indican 10 kPa y 4 kPa,
respectivamente.
Si la magnitud de la fuerza
F se incrementa en 400 N, ¿cuál será la nueva
lectura (en kPa) de los manómetros?
B
A) 6; 8
B) 12; 10
C) 12; 6
D) 6; 12
E) 10; 8
F
6.
A=0,2 m2
A
En el gráfico se muestra un líquido en reposo
y la balanza indica 500 N. Si luego se coloca
un bloque de 4 kg suavemente en el émbolo 2,
determine la nueva lectura de la balanza.
(A2=4A1; g=10 m/s2)
4 kg
balanza
(1)
(2)
Un cubo de hielo flota en un recipiente que contiene agua. Si el 90 % de su volumen se encuentra sumergido, ¿cuál es su densidad (en g/cm3)?
A) 0,1
D) 0,6
B) 0,3
C) 0,9
E) 0,8
Una piedra de 0,500 kg de masa tiene un peso
aparente de 3,00 N cuando se introduce completamente en el agua. Determine la densidad (en
g/cm3) de la piedra.
A) 2,59
D) 2,57
líquido
3.
Un bloque cúbico de madera de lado 30 cm se
coloca suavemente en una piscina con agua.
Determine la altura del cilindro que sobresale
del agua. (ρmadera=800 kg/m3).
A) 20 cm
B) 15 cm
C) 25 cm
D) 6 cm
E) 40 cm
burbuja
2.
4.
B) 2,61
C) 2,50
E) 3,81
NIVEL INTERMEDIO
7.
Indique las proposiciones verdaderas (V) o falsas (F) según corresponda.
I. Los fluidos transmiten fuerza en una sola dirección.
II. Se practica un segundo agujero al tarro de leche para contrarrestar la presión atmosférica.
III. Un bloque se encuentra apoyado sobre otro;
si ambos son perfectamente lisos, entonces
se separan con facilidad.
A) VVF
D) VFF
B) FVF
C) FFF
E) VFV
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6
2
Física
Anual UNI
8.
En el gráfico se muestra un sistema en reposo.
Si al colocar el bloque de masa en el émbolo
de 10 cm2 en el otro émbolo la tensión en la
cuerda varía en 20 N, determine la masa m.
( g=10 m/s2)
1 cm2
10 cm2
m
Física
11. Un bloque cúbico de madera se encuentra en
reposo sobre la superficie libre del agua contenida en un recipiente. Si se desea que el bloque
se sumerja 3 cm más, de tal forma que nuevamente se encuentre en reposo, ¿qué masa (en
gramos) debe presentar la piedra que colocaremos suavemente sobre su superficie?
(ρmadera=200 kg/m3; g=10 m/s2)
10 cm
A) 400
D) 250
A) 100 kg
B) 20 kg
C) 30 kg
D) 40 kg
E) 50 kg
9.
C) 350
E) 300
NIVEL AVANZADO
Una esfera de 3 kg tiene un peso aparente de
20 N cuando se introduce en agua y de 15 N
cuando se introduce en un líquido desconocido. ¿Cuál es la densidad (en g/cm3) de este
líquido? ( g=10 m/s2).
A) 1,1
D) 2,0
B) 275
B) 1,3
C) 1,9
E) 1,5
12. La prensa hidráulica contiene agua y está tapada por émbolos de masas m1=1 kg y m2=2 kg.
En la posición de equilibro, m1 se encuentra
10 cm más arriba que m2. Pero cuando sobre
m1 se coloca lentamente una esfera de 2 kg,
entonces el equilibrio sucede, de modo que
m1 y m2 se sitúan al mismo nivel. ¿A qué altura
por encima de m2 se encontrará m1 cuando la
esfera se coloque sobre m2? (3A1=2A2).
10. Un recipiente contiene una capa de agua sobre la cual flota una capa de aceite. Un objeto
cilíndrico de densidad desconocida ρ, cuya
área en la base es A y cuya altura es h, se suelta
lentamente en el recipiente, por lo que queda a flote finalmente entre el aceite y el agua,
sumergido en esta última hasta la profundidad
de 2h/3. Determine la densidad (en g/cm3) del
objeto. (ρaceite=0,80 g/cm3).
A) 0,68
D) 0,69
B) 0,58
C) 0,93
E) 0,88
A1
m1
h
m2
g
A2
líquido
A) 20 cm
D) 30 cm
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7
3
B) 60 cm
C) 50 cm
E) 10 cm
Física
Material Didáctico N.o 5
Academia CÉSAR VALLEJO
13. Los émbolos deslizantes están unidos a los
F1
platillos por una varilla rígida de masa despreciable; luego se vierte agua en ambos tubos
hasta h=50 cm. Si los manómetros M1 y M2 están instalados al mismo nivel, indique las proposiciones verdaderas (V) o falsas (F).
(A1=30 cm2 y A2=5 cm2)
agua
A) 800
líquido
B) 500
D) 1000
h
M1
F2
M2
A1
A2
C) 600
E) 400
16. El sistema formado por las esferas A y B del
mismo volumen (V=200 cm3) permanece en
equilibrio dentro de un líquido desconocido. Si
ρA=400 kg/m3 y ρB=1200 kg/m3, determine el
I. Los manómetros registran la misma presión
hidrostática.
II. Las balanzas registran pesos iguales.
III. La diferencia de las lecturas que indican las
balanzas es 12,5 N.
A) VVF
D) VFF
B) FVV
C) FFF
E) VFV
14. ¿Cuál es el menor número entero de maderas,
en forma de cilindros, sección transversal de
200 cm2 y de 3 m de longitud que se puede
utilizar para construir una balsa que transporte
a cuatro personas, cada una de las cuales con
masa igual a 80 kg? (ρmadera=725 kg/m3).
A) 10
D) 40
B) 20
módulo de la tensión de la cuerda.
A
B
A) 0,4 N
B) 0,2 N
D) 0,5 N
C) 0,3 N
E) 0,8 N
17. Un resorte se encuentra colocado en forma
vertical en el fondo de un recipiente vacío.
Una caja de madera se coloca lentamente en
la parte superior del resorte, de modo que lo
comprime. Luego se llena el recipiente con
C) 30
E) 25
agua que cubre por completo a la caja. Ahora
lo que se había comprimido. ¿Cuál es la densi-
15. Se aplican las fuerzas F 1 y F 2 tal como se
indica para mantener un bloque totalmente
sumergido en el agua y en un líquido desconocido. Si el volumen del bloque es 8000 cm3,
¿cuál es la densidad (en kg/m3) del líquido?
(F1=45 N; F2=5 N; g=10 m/s2)
se observa que el resorte se estira el doble de
dad de la caja?
A)
ρH2O
B) ρH20
3
 ρH O 
D)  2 
 2 
 ρH O 
C)  2 
 5 
E)
2ρH2O
3
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4
8
Práctica
por
Física
Niveles
Fenómenos térmicos I
A) 5,5×103
NIVEL BÁSICO
1.
2.
3.
C) FFF
E) VFV
B) 5 ºC
C) 10 ºC
E) 20 ºC
En 30 minutos, un joven de 65 kg que trota es
capaz de generar 8,0×105 J de calor, que se
elimina de su cuerpo de varias maneras, que
incluyen los mecanismos de regulación de la
temperatura propios del cuerpo. Si no se eliminara calor, ¿cuánto aumentaría la temperatura
del cuerpo? Ce(joven)=3500 J/kg ºC.
A) 1,5 ºC
D) 2,5 ºC
4.
B) FVF
Al frenar un auto, el rozamiento realiza un trabajo equivalente a 10 kcal. Si esta energía se
entrega a 2 litros de agua, ¿cuál sería el incremento de su temperatura?
A) 1 ºC
D) 15 ºC
C) 4,5×103
D) 3,2×103
Se tiene una esfera de aluminio a 60 ºC y otra
de plomo a 100 ºC. Indique las proposiciones
verdaderas (V) o falsas (F) según corresponda.
I. La esfera de plomo contiene más calor que
la esfera de aluminio.
II. Al ponerlas en contacto, el plomo pierde
calor, hasta que su temperatura es 60 ºC.
III. En el equilibrio térmico, ambas contienen
la misma cantidad de calor.
A) VVF
D) VFF
B) 5,5×104
B) 3,5 ºC
C) 1,8 ºC
E) 2,0 ºC
A un calentador ingresa agua fría a una temperatura de 15 ºC y el agua caliente que sale tiene una temperatura de 61 ºC. Considere que
una persona requiere 120 kg de agua caliente
para ducharse. Determine la cantidad de kilocalorías necesaria para calentar el agua.
5.
E) 2,5×103
Una esfera de aluminio de 200 g que presenta
una temperatura de 120 ºC, se sumerge en
400 g de agua a 20 ºC. Si durante el proceso de
transferencia de calor la esfera presenta una
temperatura de 100 ºC, determine en dicho
instante la temperatura del agua.
(Ce(Al)=0,22 cal/g ºC)
A) 100 ºC
D) 30 ºC
6.
B) 60 ºC
En un laboratorio se tiene 1 kg de una sustancia desconocida, de tal manera que ensayos
realizados muestran una gráfica del calor absorbido por la sustancia en función a su temperatura. ¿De qué sustancia se trata?
T (º C)
20
Q (cal)
500
Sustancia
Ce(cal/g ºC)
Aluminio
0,220
Cromo
0,110
Sodio
0,190
Bismuto
0,025
Agua
1,00
A) agua
B) aluminio
C) cromo
D) sodio
E) bismuto
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5
C) 55 ºC
E) 22,2 ºC
12
Física
Anual UNI
A) 23,57 ºC
NIVEL INTERMEDIO
7.
8.
B) 226,00
C) 321,92
E) 3,81
Un calorímetro de cobre de 20 g contiene 100 g
de agua a 30 ºC. En él se vierten 40 g de canicas
de vidrio, las cuales se encontraban a 100 ºC.
Si la temperatura de equilibrio de la mezcla es
34 ºC, ¿cuál es el calor específico (en cal/g ºC)
del vidrio? (Ce(Cu)=0,092 cal/g ºC).
A) 0,211
D) 0,436
9.
B) 25,45 ºC
Si el precio de la energía eléctrica es de diez
centavos de dólar por kilowatt-hora, ¿cuál
es el costo (en dólares) de la energía eléctrica para calentar el agua de una piscina
(12,0 m×9,0 m×1,5 m) de 15 ºC a 27 ºC?
A) 208,12
D) 128,58
B) 0,132
C) 0,154
E) 0,328
En una lata se ponen perdigones de plomo
(0,600 kg, 90,0 ºC) y perdigones de acero
(0,100 kg, 60,0 ºC). ¿Cuántos kilogramos de
agua a 74,0 ºC se deben agregar, de modo
que al llegar al equilibrio térmico el plomo y
el acero se someten a un cambio de temperatura de la misma magnitud? Ignore la capacidad calorífica de la lata y el intercambio
de calor con el medio. (Ce(Pb)=0,03 cal/g ºC;
Ce(acero)=0,11 cal/g ºC)
A) 0,11
D) 0,36
Física
B) 0,32
C) 0,29
E) 0,28
10. Se tienen tres líquidos, A, B y C de masas
iguales, a temperaturas de 15 ºC, 20 ºC y 25 ºC,
respectivamente. Cuando se mezclan A y B, la
temperatura final de equilibrio es 18 ºC; pero
cuando se mezclan B y C, la temperatura final
es 24 ºC. ¿Qué temperatura tendrá el sistema
al mezclar los líquidos A y C?
C) 28,68 ºC
D) 32,75 ºC
E) 35,24 ºC
11. Se dispara una bala de plomo de 25 g de masa,
a 350 m/s, hacia un bloque de madera fijo,
donde queda en reposo. Determine el cambio
de temperatura de la bala. Considere que toda
la energía que pierde la bala es absorbida por
esta. (Ce(Pb)=128 J/kg ºC).
A) 414 ºC
B) 560 ºC
D) 350 ºC
C) 355 ºC
E) 479 ºC
12. Un calorímetro, cuyo equivalente en agua es 48 g,
contiene 120 g de agua a 20 ºC. Si se introduce
una barra de plata de 300 g (Ce=0,056 cal/g ºC)
a 130 ºC, determine la cantidad de calor que
gana el agua hasta el equilibrio térmico.
A) 1,2 kcal
B) 2,4 kcal
C) 3,6 kcal
D) 4,8 kcal
E) 6,4 kcal
NIVEL AVANZADO
13. Se tienen 2 esferas del mismo material de radios r y 2r a las temperaturas T y 2T. Si se le
hace interactuar térmicamente, notamos que
el equilibrio se establece a 17 ºC. Determine
la temperatura inicial de la esfera de mayor
radio.
A) 9 ºC
B) 12 ºC
D) 24 ºC
C) 18 ºC
E) 16 ºC
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13
6
Física
Academia CÉSAR VALLEJO
Material Didáctico N.o 5
14. En un recipiente que contiene 10 g de agua se
15. En un calorímetro de cobre de 20 g se introduce
introduce 400 g de cierto metal, de tal manera
15 g de agua a una temperatura T0 y demora
270 segundos para disminuir su temperatura
a T1. Haciendo la misma experiencia con 30 g
de petróleo se demora 230 segundos para
disminuir su temperatura de T0 a T1. Determine
el calor específico (en cal/g ºC) del petróleo.
(Ce(Cu)=0,1 cal/g ºC)
que el agua del recipiente y del metal experimentan simultáneamente los mismos cambios de temperatura (numéricamente). Si la
gráfica adjunta nos muestra el comportamiento de la temperatura del recipiente conforme
esta absorbe calor, ¿cuál es el calor específico
(en cal/g ºC) del metal? (tanq=0,1).
T (º C)
20
D) 0,04
θ
B) 0,02
B) 0,072
C) 0,500
E) 0,04
16. Una placa metálica de bismuto de 96 g
Q (cal)
A) 0,01
A) 0,096
D) 0,06
C) 0,03
E) 0,05
(Ce=0,025 cal/g ºC) es golpeada por un martillo de 2 kg, y la rapidez de impacto es 17 m/s.
Determine cuántas veces hay que golpear a la
placa para elevar su temperatura en 17 ºC si la
mitad de la energía cinética se transforma en
calor absorbida por la placa.
(1 J=0,24 Cal)
A) 2
D) 4
B) 1
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7
14
C) 3
E) 5
PrácticaFísica
por Niveles
Fenómenos térmicos II
6.
NIVEL BÁSICO
1.
Determine la cantidad de calor que se le debe
suministrar a 5 g de hielo a – 10 ºC para que se
vaporice completamente.
A) 2725 cal
D) 3625 cal
2.
B) 6,3 kcal
B) 15
C) 7,2 kcal
E) 8,2 kcal
B) 1 h
C) 1 h 40’
E) 40’
NIVEL INTERMEDIO
7.
Se tienen 12 kg de hielo a – 40 ºC y se coloca
sobre un tanque que contiene gran cantidad
de agua a 0 ºC. ¿Qué cantidad total de hielo se
tendrá finalmente?
A) 9 kg
D) 16 kg
8.
B) 13 kg
A) 15 g
D) 16 g
9.
C) 15 kg
E) 18 kg
Determine la cantidad de hielo a 0 ºC que
hay que agregar a un recipiente de capacidad
calorífica 20 cal/ºC, que contiene 76 g de agua
a 60 ºC para obtener agua líquida a 40 ºC.
B) 17 g
C) 18 g
E) 20 g
A un bloque de hielo que se encontraba inicialmente a una temperatura (T0) se le transfiere energía en forma de calor, por lo que se
nota que su temperatura comienza a cambiar
según indica la gráfica. Determine T0 considerando que tanq=10/3.
C) 20
E) 30
¿Qué cantidad de calor se debe extraer de 50 g
de vapor de agua a 100 ºC para obtener agua
a 80 ºC?
A) 25 kcal
B) 26 kcal
C) 27 kcal
D) 28 kcal
E) 1 kcal
A) 2 h
D) 2 h 20’
C) 1,8 kJ
E) 10,25 kJ
Se tienen M gramos de hielo – 10 ºC. Si al transferir 1,3 kcal se funde el 75 % de la masa de
hielo, determine M.
A) 10
D) 13
5.
B) 11,52 kJ
Del congelador se saca 60 g de hielo a – 10 ºC.
Determine la cantidad de calor necesario que
debe absorber el hielo para obtener agua líquida a temperatura ambiente.
(Tambiente=20 ºC, Patm=1 atm)
A) 6,1 kcal
D) 7,6 kcal
4.
C) 4625 cal
E) 3225 cal
Se tienen 20 g de aluminio a 20 ºC. Determine la cantidad de calor que se necesita para
fundirlo completamente. Considere para el
aluminio
(Ce=900 J/kg ºC; LF=9×104 J/kg; Tfusión=660 ºC)
A) 13,32 kJ
D) 2,5 kJ
3.
B) 4225 cal
Una nevera portátil contiene 1,3 kg de agua y
0,6 kg de hielo en equilibrio térmico. Si a través
del aislamiento ingresa 8 cal/s, ¿cuánto tiempo
tardará en fundirse el hielo?
T(º C)
0
θ
26,55
Q(cal)
T0
A) – 10 ºC
D) – 14 ºC
B) – 12 ºC
C) – 17 ºC
E) – 7 ºC
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18
8
Física
Anual UNI
10. Una jarra de 500 g contiene 200 g de agua a
48 ºC. Si se desea beber el agua a una temperatura de 10 ºC, ¿cuántos cubitos de hielo, de
10 g cada uno, a – 10 ºC deben emplearse?
(Ce(jarra)=0,25 cal/g ºC)
A) 10
D) 13
B) 15
C) 20
E) 30
11. En un recipiente de capacidad calorífica
20 cal/ºC se tiene 200 g de hielo a –10 ºC. ¿Qué
cantidad de agua a 80 ºC se debe echar en el
recipiente para obtener, finalmente, 50 g de
hielo?
A) 150 g
D) 170 g
B) 160 g
C) 165 g
E) 175 g
12. Un recipiente de capacidad calorífica 20 cal/ºC
contiene 106 g de agua a 50 ºC. En dicho recipiente se introduce un bloque de hielo a
– 30 ºC y se observa que en el equilibrio térmico queda el 40 % de la masa inicial del bloque
de hielo. ¿Qué masa de hielo se introdujo?
Desprecie las pérdidas de energía al exterior.
A) 50 g
D) 120 g
B) 70 g
C) 100 g
E) 200 g
13. A una sustancia sólida de 10 g se le suministra
una determinada cantidad de calor, que varía
con la temperatura tal como se indica en la
gráfica. Determine el calor específico en su
fase sólida y el calor latente de fusión de la
sustancia.
A) 0,1 cal/g ºC; 10 cal/g
B) 0,2 cal/g ºC; 20 cal/g
C) 0,25 cal/g ºC; 10 cal/g
D) 0,3 cal/g ºC; 15 cal/g
E) 0,35 cal/g ºC; 20 cal/g
NIVEL AVANZADO
14. En un recipiente de capacidad calorífica despreciable se mezclan 100 g de hielo a una
temperatura de –10 ºC con 200 g de agua a
80 ºC. Determine la temperatura (en ºC) de
equilibrio.
A) 10
D) 25
B) 0
C) 15
E) 37,5
15. En un recipiente térmicamente aislado se tienen 20 g de hielo a – 5 ºC. Si luego se le entregan 450 cal, determine la composición final
que se obtiene.
A) 10 g hielo y 50 de agua
B) 5 g hielo y 55 de agua
C) 21 g hielo y 9 g de agua
D) 20 g hielo y 0 g de agua
E) 15 g hielo y 5 g agua
16. Al mezclarse hielo a 0 ºC con agua a cierta
temperatura, se derriten m g de hielo. Determine la temperatura inicial del agua si se sabe
que si hubieran agregado 20 g más de agua se
habrían derretido 25 g más de hielo.
A) 50 ºC
D) 100 ºC
B) 60 ºC
C) 80 ºC
E) 90 ºC
17. Un calorímetro, con equivalente en agua de
T(º C)
30 gramos, contiene 50 gramos de hielo. Si el
sistema se encontraba inicialmente a 0 ºC y se
introducen en el calorímetro 12 gramos de vapor a 100 ºC, determine la temperatura (en ºC)
de equilibrio.
40
20
Q(cal)
50
Física
150
A) 10
D) 40
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19
9
B) 20
C) 30
E) 50
Física
Termodinámica
Práctica
4.
NIVEL BÁSICO
1.
Indique la veracidad (V) o falsedad (F) de las
siguientes proposiciones.
I. Si se incrementa la temperatura de un gas
ideal, entonces necesariamente aumenta
su energía interna.
II. La primera ley de la termodinámica es una
expresión de la conservación de la energía.
III. En todo proceso termodinámico, el calor
ganado por el gas ideal origina que el gas
realice trabajo.
A) VVV
D) VVF
2.
B) FVF
gas
Un gas ideal que sigue el proceso mostrado recibe 20 kJ de energía en forma de calor. Determine la variación en su energía interna.
400k
B) 45,2 J
topes
V(m3)
V1
A) 12 kJ
D) 16 kJ
6.
C) 1/2
E) 3/4
B) 8 kJ
2
C) 20 kJ
E) 10 kJ
Una máquina térmica realiza el ciclo termodinámico mostrado con un gas ideal. Determine
el trabajo (en kJ) realizado por el gas en 100
ciclos.
C) 47 J
E) 51 J
B) 3/8
100k
2
P(Pa)
Un volumen de gas ideal que se encuentra a
127 ºC se enfría isobáricamente hasta 27 ºC,
enseguida se le expande isotérmicamente
(a T=27 ºC) hasta que alcanza su volumen
inicial. Si la presión inicial del gas fue de 1 atm,
determine (en atm) la presión final.
A) 1/4
D) 5/8
C) 300 J
E) – 400 J
C) FFV
E) VFF
ventilador
3.
B) 200 J
P(kPa)
Un gas ideal está encerrado en el cilindro que
se muestra. Si a este gas se le transfiere 10 cal
en forma de calor, y a la vez el ventilador desarrolla un trabajo de 5 J sobre le gas, determine la variación de la energía interna del gas.
(1 cal=4,2 J)
A) 15 J
D) 49 J
Calcule el trabajo realizado por un gas que tiene un volumen inicial de 3 L y cuya temperatura aumenta desde 27 ºC hasta 227 ºC contra
una presión exterior constante de 2 atm.
(1 atm.=105 Pa)
A) 100 J
D) 400 J
5.
Niveles
por
T
100
V(m3)
0
2
A) 10
D) 20
B) 12
4
C) 15
E) 22
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23
10
Física
Academia CÉSAR VALLEJO
de 12 kJ sobre el gas incrementa su energía
interna en 5 kJ, calcule el desplazamiento del
pistón. (Patm=105 Pa).
NIVEL INTERMEDIO
7.
Material Didáctico N.o 5
Un gas ideal realiza el proceso termodinámico mostrado. Cuando se le entrega 4100 J de
energía en forma de calor, determine la variación de la energía interna del gas.
P(Pa)
A) 5 cm
D) 20 cm
800
3
V(m )
0
8.
2
8
B) +8300 J
C) +100 J
E) +4200 J
Un gas experimenta el proceso iaf de tal forma
que en el proceso isobárico se le entrega 11 kJ de
calor y en el isócoro 12 kJ de calor. Si la energía
interna en el estado inicial (i) es 2 kJ, determine
la energía interna en el estado final (f).
el cual es calentado produciendo un desplazamiento lento del émbolo de masa despreciable y de área 0,08 m2. Determine el calor absorbido por el gas hasta que el émbolo llegue
a los topes. CV(gas)=0,7 kJ/kg K.
topes
A) 46 kJ
B) 23 kJ
C) 32 kJ
D) 82 kJ
E) 38 kJ
0,5 m
P=1 atm
T=27º C
P(kPa)
200
100
f
i
20
a
9.
60
B) 17 kJ
C) 19 kJ
E) 23 kJ
En el cilindro aislante térmico se tiene un gas
ideal encerrado por un pistón ideal cuya área
es 0,7 m2. Si el ventilador realiza un trabajo
contiene 5 litros de un gas ideal a una presión
de 1 atm. Mediante un proceso isobárico se
comprime el gas hasta que alcance un volumen de 1 litro, luego mediante un proceso
en el cual la presión varía linealmente con el
volumen recupera su volumen inicial y a una
presión de 2 atm, para finalmente, mediante
un proceso isocóro, completar un ciclo termodinámico. Determine el trabajo del gas en un
ciclo.
A) 50 J
D) 400 J
B) 100 J
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11
0,5 m
11. Un cilindro tapado por un pistón deslizante
V(10 – 3 m3)
A) 15 kJ
D) 21 kJ
C) 15 cm
E) 25 cm
10. El sistema mostrado contiene 0,2 kg de un gas,
600
A) – 100 J
D) – 8300 J
B) 10 cm
24
C) 150 J
E) 200 J
Física
Anual UNI
Física
12. La gráfica muestra el ciclo termodinámico rea-
14. Se muestran los procesos termodinámicos
lizado por una máquina térmica que contiene
(ABC, AC y AMC) seguidos por un gas ideal. Indique verdadero (V) o falso (F) según corresponda.
un gas ideal. Determine la cantidad de trabajo
desarrollado por la máquina térmica en un ciclo.
P(Pa)
P(kPa)
B
4
C
5T
3T
2
T
0
A) 2 kJ
2
V(m3)
V(m3)
3
6
B) 4 kJ
E) 20 kJ
NIVEL AVANZADO
13. Se muestra una gráfica P – V que representa el
ciclo termodinámico para un gas ideal. Si en
el proceso A → B la energía interna del gas
aumenta en 50 kJ, determine el calor disipado
en el proceso B → C.
A) VVV
D) FVF
B) VVF
un gas ideal monoatómico inicialmente en el
estado (P0, V0, T0). ¿Cuál es la eficiencia (en %)
del ciclo mostrado?
P
B
2P0
A
Tb
Ta
P0
C
T0
V
V
3V0
V0
A) 30 kJ
C) VFF
E) FFF
15. Una máquina térmica funciona con n mol de
P(kPa)
P0
5
I. En los tres procesos mencionados se tiene
la misma variación de energía interna.
II. La temperatura en B es mayor que en M.
III. En el proceso AMC, el gas absorbe más calor que en el proceso ABC.
C) 8 kJ
D) 16 kJ
M
A
B) 20 kJ
D) 10 kJ
0
C) 15 kJ
A) 10
E) 5 kJ
D) 20
V0
B) 12,2
2V0
C) 15,4
E) 22,2
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25
12
Física
Academia CÉSAR VALLEJO
16. Una máquina térmica realiza el ciclo termodinámico mostrado con un gas ideal cuya energía interna en el estado (1) es 100 kJ. Halle su
eficiencia térmica.
P(kPa)
200
100
(2)
Material Didáctico N.o 5
17. Una máquina térmica funciona según el ciclo
termodinámico que indica la gráfica. Asimismo el proceso de C hasta A es isotérmico, de
modo que en este proceso el gas ideal realiza
554 J de trabajo. Calcule el rendimiento térmico de la máquina si se sabe que en cada ciclo
absorbe 3 kJ.
(3)
P(kPa)
4
(1)
A
B
(4)
V(m3)
0
5
8
1
C
V(m3)
A) 18,33 %
B) 23,12 %
C) 27,56 %
D) 32,42 %
E) 36,58 %
0
A) 18,3 %
D) 26,4 %
0,1
B) 21,5 %
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13
26
VC
C) 24,7 %
E) 28,2 %
PrácticaFísica
por Niveles
Electrostática I
5.
NIVEL BÁSICO
1.
Con un paño de seda se frota la superficie de
una barra de vidrio y, luego de cierto tiempo,
se detecta que la superficie de vidrio se electrizó con +60 mC. ¿Qué cantidad de electrones
se transfiere de un cuerpo a otro durante la
frotación?
A) 225×1012
D) 396×1012
2.
B) 1015
C) 1016
E) 2×1016
q
A) 2 N
D) 5 N
6.
30º
A
B) 3 N
C) 3 3 N
E) 2 3 N
Si la partícula q1 está en equilibrio, determine
su masa. Considere q1=1 mC y q2=4 mC.
( g=10 m/s2)
A) 11,2 g
B) 16,2 g
C) 10,1 g
D) 18,2 g
E) 22,2 g
q1
60º
g
50 cm
q
q2
30 cm
Q=10– 6 C
NIVEL INTERMEDIO
Dos partículas electrizadas con Q1=+0,3 mC
y Q2=–2,7 mC se ubican en las posiciones
(5; 0) m y (15; 0) m, respectivamente. Encuentre la posición de una tercera partícula electrizada positivamente para que la fuerza eléctrica resultante sobre ella sea nula.
A) (0; 1) m
D) (1,2; 0) m
30º
30 3 cm
Determine el módulo de la tensión en el hilo
aislante que sostiene a la esfera de 100 g que
se encuentra electrizada con q=10– 6 C.
( g=10 m/s2)
A) 0,1 N
B) 0,5 N
C) 0,9 N
D) 0,8 N
E) 0,4 N
4.
q
C) 375×1012
E) 425×1012
Dos partículas electrizadas con igual cantidad
de carga se encuentran en reposo separadas
30 cm. Si la fuerza eléctrica sobre cada una de
ellas es 1,6 N, determine el número de electrones que tiene en exceso una de las partículas
electrizadas.
A) 2×1015
D) 25×1012
3.
B) 285×1012
Se tienen dos partículas electrizadas con +5 mC
y sujetas a los vértices de un triángulo. ¿Cuál
será la fuerza eléctrica que experimentará otra
partícula electrizada con +6 mC al ubicarla en
el vértice A?
B) (1; 0) m
C) (0; 0) m
E) (0; 1,2) m
7.
La superficie de una esfera conductora se
encuentra electrizada uniformemente con una
cantidad de carga igual a – 0,32 mC. ¿Cuántos
electrones en exceso (aproximadamente) hay
en cada cm2 de su superficie si se sabe que la
esfera tiene 5 cm de radio?
A) 6×1013
D) 2×1012
B) 4×1013
C) 5×1013
E) 4×1012
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14 30
Física
Anual UNI
8.
Se tienen dos partículas A y B, donde A es neutra y B tiene una cantidad de carga de 5 mC y se
encuentran rodeadas por aire.
A
B
¿Qué proposiciones son correctas?
I. Si al ser frotada A gana electrones, entonces
se electriza positivamente.
II. Si A se electriza negativamente con –10 mC,
la fuerza eléctrica sobre B es 0,45 N.
III. Si el medio tuviera un e=2, la fuerza eléctrica
se reduce a la mitad de la fuerza eléctrica
inicial cuando A y B están electrizadas.
A) I y II
D) II y III
9.
B) solo I
10. Una partícula electrizada con +2 mC se fracciona
en otras dos partículas electrizadas con +q mC
y +(2 – q) mC, las cuales se separan entre sí 1 m.
¿Qué fuerza eléctrica de repulsión máxima se establece entre dichas partículas electrizadas?
A) 4 kN
D) 8 kN
1m
C) solo II
E) solo III
Tres partículas de 60 g cada una, electrizadas
con q=10 mC, están situadas en un plano vertical como indica el gráfico en estado de reposo. ¿Qué deformación experimenta el resorte?
( g=10 m/s2)
Física
B) 5 kN
C) 6 kN
E) 9 kN
11. Dos partículas electrizadas con +9 mC y +36 mC
están separadas entre sí cierta distancia. Si entre ambas partículas colocamos una tercera
partícula electrizada, ¿qué cantidad de carga
debe tener dicha partícula para que las partículas queden en reposo sobre la superficie
horizontal lisa de una mesa?
A) – 2 mC
B) – 3 mC
C) – 4 mC
D) – 5 mC
E) – 6 mC
NIVEL AVANZADO
12. El conductor metálico hueco está electrizado
con Q=–2 mC. Si con sumo cuidado hacemos
ingresar una partícula electrizada con q=– 6 mC
en su cavidad interior, ¿qué cantidad (en 1012)
de electrones en exceso tendrá ahora la superficie exterior del conductor?
K=20 N/m
g
q+
q+
30º
aislante
30º
q+
3m
A) estirado: 1 cm
B) comprimido: 1 cm
C) comprimido: 1,5 cm
D) estirado: 1,5 cm
E) sin deformar
A) 2,5
D) 0,4
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31 15
B) 50
C) 60
E) 3
Física
Material Didáctico N.o 5
Academia CÉSAR VALLEJO
13. Las esferas metálicas A, B y C idénticas están
sostenidas por barras aislantes. Inicialmente
estaban descargadas. Si acercamos la barra D
electrizada positivamente sin tocar las esferas,
luego cogemos el cuerpo B y lo alejamos manteniendo A y C en su lugar, entonces
+4q
A) A queda con carga negativa.
B) B queda con carga positiva.
C) C queda con carga negativa.
D) todas quedan con carga negativa.
E) todas quedan neutras.
14. El bloque se encuentra a punto de resbalar. Determine la masa (en gramos) de dicho bloque.
q1=0,5 mC; q2=0,2 mC: (g=10 m/s2)
q2
++
+
+
+
30 cm
B) 18 cm
A) 30 3 N
D) 40 N
B) 60 3 N
(en mN) sobre la carga Q ubicada en el punto
P debido a las cargas que se muestran en la
gráfica. Todas las cargas tienen el mismo signo
y están fijas. (Q=1 mC).
Z(m)
Q
10 cm
P
Q
B) 90
C) 180 N
E) 360 N
17. Halle el módulo de la fuerza eléctrica resultante
37º
A) 40
D) 70
C) 17 cm
E) 10 cm
cuentran unidas por medio de tres hilos de
seda idénticos cuya longitud de cada hilo es
3 cm, los cuales forman un triángulo. Si colocamos una cuarta partícula electrizada con
+2 mC en el centro de dicho triángulo, determine la variación en el módulo de la fuerza de
tensión en cada una de las cuerdas.
q1
++
+ +
+
+q
16. Tres partículas electrizadas con +1 mC se en-
A B C
7/8
µ=
3/4
d
++
+
+
(1)
A) 20 cm
D) 15 cm
D
d
C) 30
E) 20
1m
Q
15. Luego de abandonar el bloque liso, el cual tiene
adherido una partícula electrizada, determine
a qué distancia de la partícula (1) adquiere su
máxima rapidez.
Q
1m
Y(m)
1m
X(m)
B) 4, 5 3
A) 2, 5 6
D) 2 3
C) 6 2
E) 4, 5 6
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16
32
Anual UNI
Hidrostática II
01 - d
04 - D
07 - B
10 - c
13 - E
16 - B
02 - C
05 - c
08 - B
11 - E
14 - b
17 - a
03 - B
06 - D
09 - E
12 - C
15 - B
Fenómenos térmicos I
01 - B
04 - A
07 - B
10 - A
13 - C
02 - B
05 - E
08 - c
11 - E
14 - E
03 - B
06 - E
09 - a
12 - A
15 - C
16 - E
Fenómenos térmicos II
01 - D
04 - C
07 - C
10 - D
13 - C
16 - D
02 - A
05 - D
08 - D
11 - C
14 - D
17 - D
03 - B
06 - C
09 - C
12 - C
15 - E
Termodinámica
01 - D
04 - B
07 - C
10 - A
13 - A
16 - E
02 - C
05 - B
08 - D
11 - E
14 - B
17 - B
03 - E
06 - D
09 - B
12 - C
15 - C
Electrostática I
01 - C
04 - C
07 - A
10 - E
13 - C
16 - B
02 - D
05 - B
08 - D
11 - C
14 - B
17 - E
03 - A
06 - E
09 - C
12 - B
15 - A