OII 2022 1° Livello

Q1 Tre furgoncini identici – 1, 2 e 3 – sono soggetti ciascuno ad una forza costante, rispettivamente $F_1$, $F_2$ e $F_3$; una o più di queste forze possono essere nulle. La figura mostra la posizione di ciascuno dei tre furgoncini ad ogni secondo, per un intervallo totale di 6 s. • Quale furgone ha la velocità media maggiore in questo intervallo?

• A. Il numero 1
• B. Il numero 2
• C. Il numero 3
• D. I numeri 1 e 3.
• E. Tutti e tre hanno la stessa velocità media.

grafico posizione-tempo tre furgoncini

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Kinematic Equations, Free-Body Diagram Competenze: Diagrammatic Reasoning, Physical Reasoning Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: E · Soluzioni (PDF)

Q1 Three identical vans 1, 2 and 3 They are each subject to a force. constant, $F_1$, $F_2$ and $F_3$ respectively; one or more of these forces can be zero. La Figure shows the position of each of the three vans every second, for a period of time Total of 6 seconds. • Which truck has the highest average speed in this range?

• A. Number 1
• B. Number 2
• C. Number 3
• D. Numbers 1 and 3.
• E. All three have the same average speed.

*time chart three vans *

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Kinematic Equations, Free-Body Diagram Competenze: Diagrammatic Reasoning, Physical Reasoning Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.3 The Commission has also adopted a number of proposals for the implementation of the ‘European Union’s strategy for the protection of the environment.

Q2 • Con riferimento alla figura del quesito precedente, come si confrontano le intensità delle tre forze agenti sui furgoncini?

• A. $F_1>F_2>F_3$
• B. $F_1=F_3>F_2$
• C. $F_1=F_2>F_3$
• D. $F_3>F_2>F_1$
• E. $F_1>F_3>F_2$ Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Kinematic Equations, Physical Modeling Competenze: Physical Reasoning, Diagrammatic Reasoning Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: B · Soluzioni (PDF)

Q2 • In the previous question, how the intensities of the three forces are compared Officers on the vans?

• A. $F_1>F_2>F_3$
• B. $F_1=F_3>F_2$
• C. $F_1=F_2>F_3$
• D. $F_3>F_2>F_1$
• E. $F_1>F_3>F_2$ Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Kinematic Equations, Physical Modeling Competenze: Physical Reasoning, Diagrammatic Reasoning Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.3 The Commission has also adopted a number of proposals for the implementation of the ‘European Union’s strategy for the prevention of trafficking in human beings’.

Q3 In figura sono mostrati una piccola lampada, che può essere considerata una sorgente puntiforme di luce, e un fotometro per misurare la potenza della radiazione incidente su una superficie posta a quella distanza. La potenza è espressa dal fotometro in unità arbitrarie. • Se il fotometro indica 4 unità quando è a 20 cm dalla lampada, che cosa si può fare affinche ́ si leggano 64 unità?

• A. Spostare il fotometro a 80 cm.
• B. Spostare il fotometro a 40 cm.
• C. Spostare il fotometro a 10 cm.
• D. Spostare il fotometro a 5 cm.
• E. Usare una lampadina quattro volte più potente.

lampada puntiforme e fotometro su asta

Topic: Geometric Optics Metodi: Physical Modeling, Dimensional Analysis Competenze: Physical Reasoning, Estimation & Approximation Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: D · Soluzioni (PDF)

Q3 A small lamp, which can be considered a pointed source, is shown in the figure. The lighting system is designed to be used to measure the power of the incident radiation on a surface at a That distance. The power is expressed by the photometer in arbitrary units. • If the photometer indicates 4 units when 20 cm from the lamp, what can be done to read 64 What is it?

• A. Move the photometer to 80 cm.
• B. Move the photometer to 40 cm.
• C. Move the photometer to 10 cm.
• D. Move the photometer to 5 cm.
• Use a bulb four times as powerful.

point lamp and photometer on the axle

Topic: Geometric Optics Metodi: Physical Modeling, Dimensional Analysis Competenze: Physical Reasoning, Estimation & Approximation Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.3 The Commission has also adopted a proposal for a Regulation (EC) laying down the rules for the implementation of the common fisheries policy.

Q4 In figura è rappresentato il grafico accelerazione-tempo di un corpo che si muove di moto rettilineo. • Calcolando l’area evidenziata nel grafico, quale grandezza si ottiene?

• A. La distanza percorsa tra $t_1$ e $t_2$
• B. L’accelerazione media tra $t_1$ e $t_2$
• C. La velocità media tra $t_1$ e $t_2$
• D. La velocità al tempo $t_2$
• E. L’impulso per unità di massa dato al corpo tra $t_1$ e $t_2$

grafico accelerazione-tempo con area evidenziata

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Kinematic Equations, Impulse-Momentum Theorem Competenze: Diagrammatic Reasoning, Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: E · Soluzioni (PDF)

Q4 The acceleration-time graph of a body is shown in Figure 1. which moves in a straight motion. • What size is obtained by calculating the area shown in the graph?

• A. The distance travelled between $t_1$ and $t_2$
• B. Average acceleration between $t_1$ and $t_2$
• C. The average speed between $t_1$ and $t_2$
• D. The speed at time $t_2$
• E. Limpulse per unit of mass given to the body between $t_1$ and $t_2$

time acceleration chart with area highlighted

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Kinematic Equations, Impulse-Momentum Theorem Competenze: Diagrammatic Reasoning, Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.3 The Commission has also adopted a number of proposals for the implementation of the ‘European Union’s strategy for the protection of the environment.

Q5 La luce di un laser incide perpendicolarmente su due fenditure parallele realizzate su una lastra opaca. Su uno schermo, posto dietro la lastra con le fenditure e parallelo a questa, si formano delle frange di interferenza. La separazione delle frange può essere aumentata… 1 – aumentando la lunghezza d’onda della luce. 2 – aumentando la distanza tra fenditure e schermo. 3 – aumentando la distanza tra le fenditure. • Quali delle affermazioni date sopra sono corrette?

• A. Solo 1
• B. Solo 1 e 2
• C. Solo 1 e 3
• D. Solo 2 e 3
• E. 1, 2 e 3

doppia fenditura laser frange interferenza

Topic: Wave Optics Metodi: Interference & Diffraction Analysis, Superposition Principle Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: Slit, Screen Fonte: Testo (PDF) — p.4 Risposta: B · Soluzioni (PDF)

Q5 The light of a laser is perpendicular to two parallel slits made on a opaque sheet. On a screen, placed behind the plate with the cracks and parallel to this, you They form interference franges. The separation of the franges may be increased… 1 increasing the wavelength of light. 2 increasing the distance between the slits and the screen. 3 increasing the gap between the cracks. • Which of the above statements are correct?

• **A ** Only 1
• B. Only 1 and 2
• C. Only 1 and 3
• D. Only 2 and 3
• E. 1, 2 e 3

The following is the list of the types of equipment used:

Topic: Wave Optics Metodi: Interference & Diffraction Analysis, Superposition Principle Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: Slit, Screen Fonte: Testo (PDF) — p.4 The Commission has also adopted a number of proposals for the implementation of the ‘European Union’s strategy for the prevention of trafficking in human beings’.

Q6 La figura rappresenta schematicamente una successione di tre decadimenti radioattivi in cui un nucleo P forma un nucleo Q che a sua volta decade formando un nucleo R e infine un nucleo S. • Quale delle alternative fornisce i valori corretti rispettivamente per la variazione $\Delta A$ del numero di massa e quella $\Delta Z$ del numero atomico tra P e S?

• A. $\Delta A=-2$, $\Delta Z=+1$
• B. $\Delta A=-2$, $\Delta Z=0$
• C. $\Delta A=-2$, $\Delta Z=-1$
• D. $\Delta A=-4$, $\Delta Z=+1$
• E. $\Delta A=-4$, $\Delta Z=0$

schema reazione nucleare nucleoni

Topic: Nuclear & Particle Physics Metodi: Radioactive Decay Law, Conservation Laws Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: Nucleus Fonte: Testo (PDF) — p.4 Risposta: E · Soluzioni (PDF)

Q6 The figure is a schematic succession of three radioactive decays in which a P-nucleus forms a The nucleus Q which in turn decays into a nucleus R and finally a The following is the list of the elements: • Which of the alternatives provides the correct values for each of the alternatives? the variation $\Delta A$ of the mass number and that $\Delta Z$ of the number atomic between P and S?

• A. $\Delta A=-2$, $\Delta Z=+1$
• B. $\Delta A=-2$, $\Delta Z=0$
• C. $\Delta A=-2$, $\Delta Z=-1$
• D. $\Delta A=-4$, $\Delta Z=+1$
• E. $\Delta A=-4$, $\Delta Z=0$

The nuclear reaction schedule of the nucleon *

Topic: Nuclear & Particle Physics Metodi: Radioactive Decay Law, Conservation Laws Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: Nucleus Fonte: Testo (PDF) — p.4 The Commission has also adopted a number of proposals for the implementation of the ‘European Union’s strategy for the protection of the environment.

Q7 Un condensatore è collegato in serie ad un resistore variabile, ad un amperometro molto sensibile, ad un interruttore e ad una batteria come mostrato in figura. Alla chiusura dell’interruttore, si varia progressivamente la resistenza R in modo tale da garantire che il condensatore C abbia una corrente di carica costante di $2\times 10^{-5}$ A per un tempo di 30 s. In questo intervallo di tempo la differenza di potenziale tra le piastre del condensatore sale da 0 V a 12 V. • Qual è la capacità del condensatore?

• A. $2.4\times 10^{-4}$ F
• B. $2.0\times 10^{-4}$ F
• C. $5.0\times 10^{-5}$ F
• D. $8.0\times 10^{-6}$ F
• E. $1.7\times 10^{-6}$ F

circuito RC con amperometro e interruttore

Topic: Circuits, Electrostatics Metodi: Kirchhoff’s Laws, Equivalent Circuit Reduction Competenze: Mathematical Modeling, Physical Reasoning Objects: Capacitor, Resistor, Switch, Battery, Wire Fonte: Testo (PDF) — p.4 Risposta: C · Soluzioni (PDF)

Q7 A capacitor is connected in series to a variable resistor, to a Very sensitive ampere, with a switch and a battery As shown in the figure. When the switch is closed, the resistance R is progressively changed so that the resistance R is not a power output of not more than 0,5% but less than 0,5% of the total power of the capacitor $2\times 10^{-5}$ A per un tempo di 30 s. In this timeframe the difference between The potential between the capacitor plates rises from 0 V to 12 V. • What is the capacity of the capacitor?

• A. $2.4\times 10^{-4}$ F
• B. $2.0\times 10^{-4}$ F
• C. $5.0\times 10^{-5}$ F
• D. $8.0\times 10^{-6}$ F
• E. $1.7\times 10^{-6}$ F

RC circuit with ampere and switch

Topic: Circuits, Electrostatics Metodi: Kirchhoff’s Laws, Equivalent Circuit Reduction Competenze: Mathematical Modeling, Physical Reasoning Objects: Capacitor, Resistor, Switch, Battery, Wire Fonte: Testo (PDF) — p.4 Risposta: C · Soluzioni (PDF)

Q8 Cinque studenti vogliono verificare la legge di Snell della rifrazione ($\mathrm{sen}{\theta }_1/\mathrm{sen}{\theta }_2$ = costante) secondo cui la luce subisce un cambiamento di direzione mentre si propaga da un mezzo ad un altro; ${\theta }_1$ e ${\theta }_2$ sono gli angoli che danno la direzione della luce prima e dopo la rifrazione; ogni studente utilizza uno degli oggetti di vetro mostrati in figura e misura gli angoli indicati, al variare della direzione del raggio incidente. • Quale studente potrà effettivamente verificare la legge della rifrazione?

cinque configurazioni rifrazione laser-prisma

Topic: Geometric Optics Metodi: Snell’s Law, Ray Tracing, Experimental Data Analysis Competenze: Diagrammatic Reasoning, Physical Reasoning Objects: Prism Fonte: Testo (PDF) — p.4 Risposta: E · Soluzioni (PDF)

Q8 Five students want to test Snell’s law of refraction ($\mathrm{sen}{\theta }_1/\mathrm{sen}{\theta }_2$ = constant) according to cui la luce subisce un cambiamento di direzione mentre si propaga da un mezzo ad un altro; ${\theta }_1$ e ${\theta }_2$ sono gli angoli che danno la direzione della luce prima e dopo la rifrazione; ogni studente utilizza uno degli glass objects shown in figure and measuring the angles indicated, as the direction of the incident beam varies. • Which student will actually be able to verify the law of refraction?

cinque configurazioni rifrazione laser-prisma

Topic: Geometric Optics Metodi: Snell’s Law, Ray Tracing, Experimental Data Analysis Competenze: Diagrammatic Reasoning, Physical Reasoning Objects: Prism Fonte: Testo (PDF) — p.4 Risposta: E · Soluzioni (PDF)

Q9 • Qual è, approssimativamente, il volume di un normale foglio di carta formato A4?

• A. $0.6{\text{mm}}^3$
• B. $6{\text{mm}}^3$
• C. $60{\text{mm}}^3$
• D. $0.6{\text{cm}}^3$
• E. $6{\text{cm}}^3$ Topic: Order-of-Magnitude Estimation Metodi: Order-of-Magnitude Estimation, Physical Modeling Competenze: Estimation & Approximation, Unit Conversion Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.5 Risposta: E · Soluzioni (PDF)

Q9 • What is the volume of a standard A4 sheet of paper?

• A. $0.6{\text{mm}}^3$
• B. $6{\text{mm}}^3$
• C. $60{\text{mm}}^3$
• D. $0.6{\text{cm}}^3$
• E. $6{\text{cm}}^3$ Topic: Order-of-Magnitude Estimation Metodi: Order-of-Magnitude Estimation, Physical Modeling Competenze: Estimation & Approximation, Unit Conversion Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.5 The Commission has also adopted a number of proposals for the implementation of the ‘European Union’s strategy for the protection of the environment.

Q10 • Quale dei seguenti grafici mostra la relazione tra il volume e la temperatura, a pressione costante, per una data quantità di gas perfetto?

cinque grafici volume-temperatura a pressione costante

Topic: Thermodynamics Metodi: Ideal Gas Law, Physical Modeling Competenze: Mathematical Modeling, Physical Reasoning Objects: Gas Fonte: Testo (PDF) — p.5 Risposta: D · Soluzioni (PDF)

Q10 • Which of the following graphs shows the ratio of volume to temperature, at constant pressure, for a given amount of perfect gas?

five constant pressure volume-temperature graphs

Topic: Thermodynamics Metodi: Ideal Gas Law, Physical Modeling Competenze: Mathematical Modeling, Physical Reasoning Objects: Gas Fonte: Testo (PDF) — p.5 The Commission has also adopted a proposal for a Regulation (EC) laying down the rules for the implementation of the common fisheries policy.

Q11 Un generatore di tensione con una f.e.m. di 20 V è connesso a quattro resistori in serie come mostrato in figura. Un voltmetro ideale può essere connesso a due qualunque tra i punti K, L, M, N e O, in modo da ottenere diversi valori della differenza di potenziale. • Tra quali punti occorre connettere il voltmetro per avere una differenza di potenziale di 8 V?

• A. L e N
• B. M e O
• C. K e L
• D. K e N
• E. L e O

circuito serie quattro resistori generatore

Topic: Circuits Metodi: Kirchhoff’s Laws, Equivalent Circuit Reduction Competenze: Mathematical Modeling, Diagrammatic Reasoning, Physical Reasoning Objects: Resistor, Battery, Galvanometer Fonte: Testo (PDF) — p.5 Risposta: B · Soluzioni (PDF)

Q11 A voltage generator with an f.e.m. di 20 V è connected to four series resistors as shown in It’s a figure. An ideal voltmeter can be connected to two or more between points K, L, M, N and O, so that different values of the The difference in potential. • What points must the voltmeter be connected to to have a What’s the difference in power of 8 V?

• A. L e N
• B. M e O
• C. K e L
• D. K e N
• E. L e O

series circuit four resistor generators

Topic: Circuits Metodi: Kirchhoff’s Laws, Equivalent Circuit Reduction Competenze: Mathematical Modeling, Diagrammatic Reasoning, Physical Reasoning Objects: Resistor, Battery, Galvanometer Fonte: Testo (PDF) — p.5 The Commission has also adopted a number of proposals for the implementation of the ‘European Union’s strategy for the prevention of trafficking in human beings’.

Q12 Nella figura viene rappresentata una semplice dimostrazione dell’effetto fotoelettrico. Una sorgente monocromatica viene accesa e diretta su una lastra di zinco elettricamente carica, montata su un elettroscopio. • Quali dei seguenti fattori possono essere decisivi per stabilire se la lastra si scaricherà o no? 1 – La luminosità della sorgente. 2 – La lunghezza d’onda della luce utilizzata. 3 – Il tipo di carica (positiva o negativa) sulla lastra.

• A. Solo 2
• B. Solo 3
• C. 1 e 2
• D. 2 e 3
• E. 1, 2 e 3

dimostrazione effetto fotoelettrico lampada lastra

Topic: Modern-Quantum Physics, Electrostatics Metodi: Photon Energy Relation, Physical Modeling Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.5 Risposta: D · Soluzioni (PDF)

Q12 A simple demonstration of the photoelectric effect is shown in the figure. A monochrome source is lit and directed onto an electrically charged zinc plate, mounted on an electroscope. • Which of the following factors may be decisive in determining whether the plate is Will it be discharged or not? 1 The brightness of the source. 2 Wavelength of light used. 3 Type of charge (positive or negative) on the plate.

• **A ** Only two
• ** B ** Only 3
• C. 1 e 2
• D. 2 e 3
• E. 1, 2 e 3

The manufacturer shall provide the manufacturer with the information necessary to ensure that the manufacturer is able to demonstrate the conformity of the product.

Topic: Modern-Quantum Physics, Electrostatics Metodi: Photon Energy Relation, Physical Modeling Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.5 The Commission has also adopted a proposal for a Regulation (EC) laying down the rules for the implementation of the common fisheries policy.

Q13 Una sferetta di plastilina di massa m viene lanciata a velocità v contro l’estremità inferiore di un’asta rigida appesa e libera di ruotare attorno alla sua estremità superiore. L’asta ha una massa trascurabile rispetto alla sferetta, è lunga $\ell$, come mostrato in figura, alla sua estremità inferiore è fissata una seconda sferetta di massa 2m. Nell’urto le due sferette restano attaccate. • Qual è la velocità tangenziale $v_t$ delle due sferette attaccate, subito dopo la collisione?

• A. $v/3$
• B. $v/2$
• C. $v/\sqrt{3}$
• D. $v/\sqrt{2}$
• E. $2v/\sqrt{3}$

asta rigida sferetta collisione

Topic: Conservation of Momentum, Rotational Dynamics Metodi: Conservation of Momentum, Torque & Angular Momentum Analysis Competenze: Mathematical Modeling, Physical Reasoning Objects: Rod, Ball Fonte: Testo (PDF) — p.5 Risposta: A · Soluzioni (PDF)

Q13 A plastic ball of m mass is launched at v-speed against The lower end of a rigid wheel is suspended and free to rotate around to its upper extremity. The mass of the artery is negligible compared to the sphere. is $\ell$ long, as shown in Figure, a second is fixed at its lower end a sphere of mass of 2 m. In the course of the race the two spheres remain attached. • What is the tangential velocity $v_t$ of the two spheres attached, immediately after the What, a collision?

• A. $v/3$
• B. $v/2$
• C. $v/\sqrt{3}$
• D. $v/\sqrt{2}$
• E. $2v/\sqrt{3}$

The following table shows the results of the tests:

Topic: Conservation of Momentum, Rotational Dynamics Metodi: Conservation of Momentum, Torque & Angular Momentum Analysis Competenze: Mathematical Modeling, Physical Reasoning Objects: Rod, Ball Fonte: Testo (PDF) — p.5 The Commission has also adopted a proposal for a Regulation (EC) laying down the rules for the implementation of the common fisheries policy.

Q14 In una regione sferica di raggio a vi è una distribuzione uniforme di carica di densità $\rho$. All’interno della distribuzione è stata creata una cavità sferica schematizzata in figura, avente raggio c e con il centro posto a distanza b dal centro della sfera. • Determinare l’intensità del campo elettrico nel centro della cavità.

• A. 0
• B. $\frac{\rho b}{3{ϵ}_0}$
• C. $\frac{\rho a^3}{3{ϵ}_0{b}^2}$
• D. $\frac{\rho (a^3-c^3)}{3{ϵ}_0{b}^2}$
• E. $\frac{\rho (b^3-c^3)}{3{ϵ}_0{b}^2}$

distribuzione sferica uniforme di carica

Topic: Electrostatics Metodi: Gauss’s Law, Superposition Principle, Electric Potential Method Competenze: Mathematical Modeling, Diagrammatic Reasoning Objects: Sphere Fonte: Testo (PDF) — p.6 Risposta: B · Soluzioni (PDF)

Q14 In a spherical region of radius a there is a uniform distribution a load density of $\rho$. Within the distribution was created a spherical cavity outlined in figure, having a radius c and the centre at distance b from the centre of the sphere. • Determine the intensity of the electric field in the center of the cavity.

• A. 0
• B. $\frac{\rho b}{3{ϵ}_0}$
• C. $\frac{\rho a^3}{3{ϵ}_0{b}^2}$
• D. $\frac{\rho (a^3-c^3)}{3{ϵ}_0{b}^2}$
• E. $\frac{\rho (b^3-c^3)}{3{ϵ}_0{b}^2}$

The following conditions shall apply:

Topic: Electrostatics Metodi: Gauss’s Law, Superposition Principle, Electric Potential Method Competenze: Mathematical Modeling, Diagrammatic Reasoning Objects: Sphere Fonte: Testo (PDF) — p.6 The Commission has also adopted a number of proposals for the implementation of the ‘European Union’s strategy for the prevention of trafficking in human beings’.

Q15 Una sonda spaziale è in orbita circolare intorno a un pianeta; viene dato il comando di accendere per un breve intervallo di tempo un motore che emette un potente getto in direzione del centro del pianeta, cosicche ́ il modulo della velocità aumenta del 2 %. • Al termine della manovra, quale delle seguenti affermazioni è corretta in riferimento alla traiettoria seguita successivamente dalla sonda?

• A. È un’ellisse
• B. È un’iperbole
• C. È una circonferenza di raggio maggiore
• D. È una spirale di raggio crescente
• E. È caratterizzata da molte oscillazioni radiali durante una rivoluzione intorno al pianeta Topic: Gravitation Metodi: Kepler’s Laws, Newton’s Law of Gravitation, Conservation Laws Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: Satellite, Planet Fonte: Testo (PDF) — p.6 Risposta: A · Soluzioni (PDF)

Q15 A spacecraft is in a circular orbit around a planet; it is given the command to turn on For a short time an engine emitting a powerful jet towards the centre The speed of the planet increases by 2%. • At the end of the operation, which of the following statements is correct in relation to the trajectory followed Then the probe?

• A. It is a
• B. It is a hyperbole
• C. It is a greater radius circumference
• D. It is a spiral of increasing radius
• E. It is characterized by many radial oscillations during a revolution around the planet Topic: Gravitation Metodi: Kepler’s Laws, Newton’s Law of Gravitation, Conservation Laws Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: Satellite, Planet Fonte: Testo (PDF) — p.6 The Commission has also adopted a proposal for a Regulation (EC) laying down the rules for the implementation of the common fisheries policy.

Q16 Un camion del peso di $1.5\times 10^5$ N percorre 1.6 km su una strada in salita, superando un dislivello di 80 m dal livello di partenza. • Se il camion, viaggiando a velocità costante, impiega 3 minuti, qual è il minimo valore della potenza media utilizzata?

• A. 67 W
• B. 1.3 kW
• C. 67 kW
• D. 1.3 MW
• E. 4 MW Topic: Newtonian Mechanics, Conservation of Energy Metodi: Energy Conservation Method, Free-Body Diagram Competenze: Mathematical Modeling, Physical Reasoning Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.6 Risposta: C · Soluzioni (PDF)

Q16 A truck weighing $1.5\times 10^5$ N runs 1.6 km on a climbing road, overcoming a displacement 80 m from the starting level. • If the truck, travelling at constant speed, takes 3 minutes, what is the minimum value of the average power used?

• A. 67 W
• B. 1.3 kW
• C. 67 kW
• D. 1.3 MW
• E. 4 MW Topic: Newtonian Mechanics, Conservation of Energy Metodi: Energy Conservation Method, Free-Body Diagram Competenze: Mathematical Modeling, Physical Reasoning Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.6 The Commission has also adopted a proposal for a Regulation (EC) on the common organisation of the market in milk and milk products.

Q17 Il conduttore termico ST mostrato in figura è isolato termicamente lungo la sua superficie laterale e gli estremi S e T sono mantenuti a temperature differenti; al suo interno il conduttore è interrotto da uno strato XY di un materiale diverso. In condizioni stazionarie, la differenza di temperatura tra gli estremi dello strato XY dipende … 1 – dalla differenza di temperatura tra gli estremi ST del conduttore. 2 – dallo spessore dello strato XY. 3 – dalla posizione di XY lungo ST. • Quali delle precedenti affermazioni sono corrette?

• A. Nessuna delle tre.
• B. Solo la 1 e la 2.
• C. Solo la 2 e la 3.
• D. Solo la 1.
• E. Solo la 3.

conduttore termico ST isolato lateralmente

Topic: Thermodynamics Metodi: Physical Modeling, Dimensional Analysis Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: Rod Fonte: Testo (PDF) — p.6 Risposta: B · Soluzioni (PDF)

Q17 The ST thermal conductor shown in the figure is thermal insulated along its side surface and the Extremes S and T are kept at different temperatures; inside the conductor is interrupted by an XY layer of a different material. Under stationary conditions, the temperature difference between the extremes of the XY layer depends… 1 from the temperature difference between the ST extremes of the conductor. 2 by the thickness of layer XY. 3 from the position of XY along ST. • Which of the foregoing statements are correct?

• **A ** None of the three.
• B. Only the 1 and 2.
• C. Only the 2 and 3.
• D. Only the 1.
• E Only the 3.

Side-insulated ST thermal conductor

Topic: Thermodynamics Metodi: Physical Modeling, Dimensional Analysis Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: Rod Fonte: Testo (PDF) — p.6 The Commission has also adopted a number of proposals for the implementation of the ‘European Union’s strategy for the prevention of trafficking in human beings’.

Due cariche puntiformi $q$ e $q^{\prime }$, ciascuna di $4\mu \mathrm{C}$, stanno alla distanza di $1\mathrm{m}$.

• Quale, tra le combinazioni di cariche, alla distanza indicata, determina una forza elettrostatica uguale in modulo a quella tra $q$ e $q^{\prime }$?

	$q_1$ [µC]	$q_2$ [µC]	$d$ [m]
A	2	2	0.4
B	6	4	0.8
C	8	2	1.6
D	8	4	2.4
E	16	4	2.0

Topic: Electrostatics Metodi: Coulomb’s Law Competenze: Mathematical Modeling, Physical Reasoning Objects: Point Charge Fonte: Testo (PDF) — p.7 Risposta: E · Soluzioni (PDF)

Two point-form loads $q$ and $q^{\prime }$, each of $4\mu \mathrm{C}$, are within $1\mathrm{m}$ distance.

• Which of the combinations of charges, at the distance indicated, produces an electrostatic force equal in form to that between $q$ and $q^{\prime }$?

	$q_1$ [µC]	$q_2$ [µC]	$d$ [m]
A	2	2	0.4
B	6	4	0.8
C	8	2	1.6
D	8	4	2.4
E	16	4	2.0

Topic: Electrostatics Metodi: Coulomb’s Law Competenze: Mathematical Modeling, Physical Reasoning Objects: Point Charge Fonte: Testo (PDF) — p.7 The Commission has also adopted a number of proposals for the implementation of the ‘European Union’s strategy for the protection of the environment.

L’hertz è un’unità di misura della frequenza.

• Questa unità, nel caso particolare della propagazione di un’onda periodica, esprime il numero di

• A. secondi necessari a completare un ciclo dell’onda.

• B. cicli che l’onda completa in un secondo.

• C. punti in fase nello spazio di un metro, nella direzione di propagazione dell’onda.

• D. punti in controfase nello spazio di un metro, nella direzione di propagazione dell’onda.

• E. metri di distanza fra due creste consecutive dell’onda.

Topic: Oscillations & Waves Metodi: Physical Modeling, Wave Equation Competenze: Physical Reasoning Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.7 Risposta: B · Soluzioni (PDF)

The Hertz is a unit of frequency measurement.

• This unit, in the particular case of the propagation of a periodic wave, expresses the number of

• A. seconds needed to complete a wave cycle.

• B. cycles completing the wave in one second.

• C. phase points in a metre space, in the direction of wave propagation.

• **D ** points in a one-meter space in the direction of wave propagation.

• **E ** metres distance between two consecutive waves.

Topic: Oscillations & Waves Metodi: Physical Modeling, Wave Equation Competenze: Physical Reasoning Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.7 The Commission has also adopted a number of proposals for the implementation of the ‘European Union’s strategy for the prevention of trafficking in human beings’.

Il grafico in figura mostra la relazione tra l’allungamento $\Delta \ell$ di una molla e il modulo $f$ della forza ad essa applicata.

• Quanto vale la costante elastica della molla?

• A. $0.02\mathrm{N}{\mathrm{m}}^{-1}$

• B. $2.0\mathrm{N}{\mathrm{m}}^{-1}$

• C. $25\mathrm{N}{\mathrm{m}}^{-1}$

• D. $50\mathrm{N}{\mathrm{m}}^{-1}$

• E. $200\mathrm{N}{\mathrm{m}}^{-1}$

p.7 — Grafico allungamento $\Delta \ell$ vs forza $f$ della molla

Topic: Elasticity & Materials Metodi: Hooke’s Law, Physical Modeling Competenze: Graph Linearization, Mathematical Modeling Objects: Spring Fonte: Testo (PDF) — p.7 Risposta: D · Soluzioni (PDF)

The graph in this figure shows the relationship between the $\Delta \ell$ lengthening of a spring and the $f$ form of force applied to it.

• How much is the spring’s elastic constant?

• A. $0.02\mathrm{N}{\mathrm{m}}^{-1}$

• B. $2.0\mathrm{N}{\mathrm{m}}^{-1}$

• C. $25\mathrm{N}{\mathrm{m}}^{-1}$

• D. $50\mathrm{N}{\mathrm{m}}^{-1}$

• E. $200\mathrm{N}{\mathrm{m}}^{-1}$

p.7 — Grafico allungamento $\Delta \ell$ vs forza $f$ della molla

Topic: Elasticity & Materials Metodi: Hooke’s Law, Physical Modeling Competenze: Graph Linearization, Mathematical Modeling Objects: Spring Fonte: Testo (PDF) — p.7 Risposta: D · Soluzioni (PDF)

Due liquidi non miscibili sono posti in equilibrio in un recipiente, come in figura.

• Quale grafico rappresenta meglio la pressione nel recipiente in funzione della profondità $x$ se $p_A$ è la pressione atmosferica?

Le cinque opzioni A–E sono rappresentate nella figura.

p.7 — Recipiente con due liquidi immiscibili e cinque grafici A–E pressione-profondità

Topic: Fluid Mechanics Metodi: Hydrostatic Equilibrium, Physical Modeling Competenze: Diagrammatic Reasoning, Physical Reasoning Objects: Container Fonte: Testo (PDF) — p.7 Risposta: B · Soluzioni (PDF)

Two non-mixable liquids are balanced in a container, as shown in the figure.

• Which graph best represents the pressure in the container at depth $x$ if $p_A$ is the atmospheric pressure?

The five AE options are shown in Figure 1

**p.7 ** Container with two immiscible liquids and five pressure-depth AE graphs

Topic: Fluid Mechanics Metodi: Hydrostatic Equilibrium, Physical Modeling Competenze: Diagrammatic Reasoning, Physical Reasoning Objects: Container Fonte: Testo (PDF) — p.7 The Commission has also adopted a number of proposals for the implementation of the ‘European Union’s strategy for the prevention of trafficking in human beings’.

Una palla di $0.1\mathrm{kg}$ è lasciata cadere verticalmente da un’altezza di $1\mathrm{m}$ sul pavimento e, dopo il rimbalzo, risale fino a un’altezza di $0.8\mathrm{m}$.

• L’energia meccanica persa è

• A. 0.020 J

• B. 0.078 J

• C. 0.20 J

• D. 0.78 J

• E. 0.98 J

Topic: Conservation of Energy Metodi: Energy Conservation Method Competenze: Mathematical Modeling Objects: Ball Fonte: Testo (PDF) — p.8 Risposta: C · Soluzioni (PDF)

A ball of $0.1\mathrm{kg}$ is dropped vertically from a height of $1\mathrm{m}$ on the floor and, after bouncing, rises to a height of $0.8\mathrm{m}$.

• The mechanical energy lost is

• A. 0.020 J

• B. 0.078 J

• C. 0.20 J

• D. 0.78 J

• E. 0.98 J

Topic: Conservation of Energy Metodi: Energy Conservation Method Competenze: Mathematical Modeling Objects: Ball Fonte: Testo (PDF) — p.8 The Commission has also adopted a proposal for a Regulation (EC) on the common organisation of the market in milk and milk products.

• Cosa succede quando la luce passa dall’acqua all’aria?

• A. La sua velocità diminuisce, la sua lunghezza d’onda diminuisce e la sua frequenza rimane la stessa.

• B. La sua velocità diminuisce, la sua lunghezza d’onda diminuisce e la sua frequenza diminuisce.

• C. La sua velocità diminuisce, la sua lunghezza d’onda rimane la stessa e la sua frequenza diminuisce.

• D. La sua velocità aumenta, la sua lunghezza d’onda aumenta e la sua frequenza rimane la stessa.

• E. La sua velocità aumenta, la sua lunghezza d’onda rimane la stessa e la sua frequenza aumenta.

Topic: Wave Optics Metodi: Snell’s Law, Wave Equation Competenze: Physical Reasoning Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.8 Risposta: D · Soluzioni (PDF)

What happens when light passes from water to air?

• A. Its speed decreases, its wavelength decreases and its frequency remains the same.
• B. Its speed decreases, its wavelength decreases and its frequency decreases.
• C. Its speed decreases, its wavelength remains the same and its frequency decreases.
• D. Its speed increases, its wavelength increases and its frequency remains the same.
• E. Its speed increases, its wavelength remains the same and its frequency increases.

Topic: Wave Optics Metodi: Snell’s Law, Wave Equation Competenze: Physical Reasoning Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.8 The Commission has also adopted a proposal for a Regulation (EC) laying down the rules for the implementation of the common fisheries policy.

In figura è mostrato un blocco di massa $m$ tenuto fermo su un piano liscio (inclinato di $\theta$ rispetto all’orizzontale) e agganciato ad una molla a riposo, di costante elastica $k$. Ad un certo istante il blocco viene lasciato libero di muoversi.

• Qual è il massimo allungamento $x$ della molla?

• A. $\frac{2mg\sin \theta }{k}$

• B. $\frac{mg\sin \theta }{k}$

• C. $\frac{2mg}{k}$

• D. $\frac{mg}{k}$

• E. $\frac{\sqrt{mg}}{k}$

p.8 — Blocco su piano inclinato liscio agganciato a una molla

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Energy Conservation Method, Free-Body Diagram, Hooke’s Law Competenze: Mathematical Modeling Objects: Block, Spring, Inclined Plane Fonte: Testo (PDF) — p.8 Risposta: A · Soluzioni (PDF)

The figure shows a mass block $m$ held firmly on a smooth plane (inclined by $\theta$ relative to the horizontal) and attached to a resting spring of constant elasticity $k$. At a certain moment the block is left free to move.

• Qual è il massimo allungamento $x$ della molla?

• A. $\frac{2mg\sin \theta }{k}$

• B. $\frac{mg\sin \theta }{k}$

• C. $\frac{2mg}{k}$

• D. $\frac{mg}{k}$

• E. $\frac{\sqrt{mg}}{k}$

p.8 Flat-slung block attached to a spring

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Energy Conservation Method, Free-Body Diagram, Hooke’s Law Competenze: Mathematical Modeling Objects: Block, Spring, Inclined Plane Fonte: Testo (PDF) — p.8 Risposta: A · Soluzioni (PDF)

L’asta di una bandiera è omogenea, lunga $L$ e ha massa $M$; il momento d’inerzia dell’asta rispetto a un’estremità è $M{L}^2/3$. L’asta è appoggiata in terra ad un angolo $\theta$ col piano orizzontale, mantenuta da un supporto. Se il supporto dell’asta si rompe, questa comincia a cadere ruotando attorno al punto $O$ in figura.

• Qual è l’accelerazione angolare dell’asta nell’istante iniziale della caduta?

• A. 0

• B. $g$

• C. $\frac{2g}{L}$

• D. $\frac{3g\cos \theta }{2L}$

• E. $\frac{3g\sin \theta }{2L}$

p.8 — Asta della bandiera inclinata di $\theta$, perno in $O$

Topic: Rotational Dynamics Metodi: Torque & Angular Momentum Analysis Competenze: Mathematical Modeling Objects: Rod Fonte: Testo (PDF) — p.8 Risposta: D · Soluzioni (PDF)

The flag’s aster is homogeneous, $L$ long and $M$ mass; the moment of inertia of the aster relative to an end is $M{L}^2/3$. The axle shall be rested on the ground at an angle $\theta$ with the horizontal plane, supported by a support. If the axle support is broken, it begins to fall by rotating around the $O$ point in the figure.

What is the angular acceleration of the lever at the initial instant of the fall?

• A. 0
• B. $g$
• C. $\frac{2g}{L}$
• D. $\frac{3g\cos \theta }{2L}$
• E. $\frac{3g\sin \theta }{2L}$

p.8 Flagstaff of $\theta$, lead in $O$

Topic: Rotational Dynamics Metodi: Torque & Angular Momentum Analysis Competenze: Mathematical Modeling Objects: Rod Fonte: Testo (PDF) — p.8 The Commission has also adopted a proposal for a Regulation (EC) laying down the rules for the implementation of the common fisheries policy.

Una certa quantità di gas perfetto è sottoposta ad un ciclo reversibile mostrato in figura, in cui la trasformazione $BC$ è un’isoterma.

• Il lavoro sviluppato dal gas in un ciclo ha un valore prossimo a

• A. 900 kJ

• B. 600 kJ

• C. 0

• D. −600 kJ

• E. −900 kJ

p.8 — Ciclo termodinamico $p$–$V$ con isoterma $BC$

Topic: Thermodynamics Metodi: Thermodynamic Cycle Analysis, Ideal Gas Law Competenze: Diagrammatic Reasoning, Mathematical Modeling Objects: Gas Fonte: Testo (PDF) — p.8 Risposta: B · Soluzioni (PDF)

A certain amount of perfect gas is subjected to a reversible cycle shown in Figure 1, where the transformation $BC$ is an isotherm.

• The work developed by the gas in a cycle has a value close to

• A. 900 kJ

• B. 600 kJ

• C. 0

• D. −600 kJ

• E. −900 kJ

p.8 — Ciclo termodinamico $p$–$V$ con isoterma $BC$

Topic: Thermodynamics Metodi: Thermodynamic Cycle Analysis, Ideal Gas Law Competenze: Diagrammatic Reasoning, Mathematical Modeling Objects: Gas Fonte: Testo (PDF) — p.8 Risposta: B · Soluzioni (PDF)

Tre blocchi - numerati 1, 2 e 3 - sono appoggiati e in quiete su un piano orizzontale liscio come si vede nella figura. La massa di ciascun blocco è $m$ e i blocchi sono collegati da uno spago inestensibile di massa trascurabile. Si tira verso destra il blocco 3 con una forza di modulo $F$.

• La forza risultante sul blocco 2 è …

• A. 0

• B. $\frac{1}{3}F$

• C. $\frac{1}{2}F$

• D. $\frac{2}{3}F$

• E. $F$

p.9 — Tre blocchi collegati su piano orizzontale liscio, forza $F$

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Free-Body Diagram, Kinematic Equations Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: Block, String Fonte: Testo (PDF) — p.9 Risposta: B · Soluzioni (PDF)

Three blocks - numbered 1, 2 and 3 - are resting and resting on a smooth horizontal plane as shown in the figure. The mass of each block is $m$ and the blocks are connected by an extensive gap of negligible mass. Pull block 3 to the right with a force of form $F$.

• The resulting force on block 2 is …

• A. 0

• B. $\frac{1}{3}F$

• C. $\frac{1}{2}F$

• D. $\frac{2}{3}F$

• E. $F$

p.9 Three blocks connected on a smooth horizontal plane, force $F$

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Free-Body Diagram, Kinematic Equations Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: Block, String Fonte: Testo (PDF) — p.9 The Commission has also adopted a number of proposals for the implementation of the ‘European Union’s strategy for the prevention of trafficking in human beings’.

Su un piano orizzontale si trovano cinque piccole bussole identiche $A,B,C,D,E$ disposte con il quadrante orientato casualmente. Due fili perpendicolari al piano, percorsi da correnti identiche che scorrono nello stesso verso, lo attraversano nei punti indicati in figura. Gli effetti del campo magnetico terrestre e dei campi magnetici parassiti sono trascurabili.

• Una delle bussole non sta funzionando perché l’ago è bloccato: qual è?

Le cinque opzioni A–E sono rappresentate nella figura.

p.9 — Cinque bussole A–E e due fili percorsi da corrente (piano)

Topic: Magnetism Metodi: Lorentz Force Analysis, Physical Modeling Competenze: Diagrammatic Reasoning Objects: Wire, Magnet Fonte: Testo (PDF) — p.9 Risposta: E · Soluzioni (PDF)

On a horizontal plane there are five small identical $A,B,C,D,E$ compasses arranged with the dial oriented randomly. Two wires perpendicular to the plane, traversed by identical currents flowing in the same direction, pass through it at the points indicated in the figure. The effects of the earth’s magnetic field and parasitic magnetic fields are negligible.

One of the compasses is not working because the needle is stuck.

The five AE options are shown in Figure 1

p.9 Five AE compasses and two current-traced wires (flat)

Topic: Magnetism Metodi: Lorentz Force Analysis, Physical Modeling Competenze: Diagrammatic Reasoning Objects: Wire, Magnet Fonte: Testo (PDF) — p.9 The Commission has also adopted a number of proposals for the implementation of the ‘European Union’s strategy for the protection of the environment.

Una sorgente sonora, che emette un suono di frequenza pari a $1\mathrm{kHz}$, si sta muovendo in direzione rettilinea verso un osservatore ad una velocità pari a $0.9$ volte quella del suono.

• La frequenza misurata dall’osservatore è

• A. 0.1 kHz

• B. 0.5 kHz

• C. 1.1 kHz

• D. 1.9 kHz

• E. 10 kHz

Topic: Oscillations & Waves Metodi: Wave Equation, Physical Modeling Competenze: Mathematical Modeling Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.9 Risposta: E · Soluzioni (PDF)

A sound source, which emits a frequency sound equal to $1\mathrm{kHz}$, is moving in a straight line towards an observer at a speed equal to $0.9$ times that of sound.

• The frequency measured by the observer is

• **A ** 0.1 kHz

• **B ** 0.5 kHz

• **C ** 1.1 kHz

• ** D ** 1.9 kHz

• **E ** 10 kHz

Topic: Oscillations & Waves Metodi: Wave Equation, Physical Modeling Competenze: Mathematical Modeling Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.9 The Commission has also adopted a number of proposals for the implementation of the ‘European Union’s strategy for the protection of the environment.

In un cilindro di capacità $0.1{\mathrm{m}}^3$, riempito di ossigeno, la pressione è $10^7\mathrm{Pa}$. La densità dell’ossigeno a temperatura ambiente, alla pressione atmosferica di $10^5\mathrm{Pa}$, è di $1.4\mathrm{kg}{\mathrm{m}}^{-3}$.

• Assumendo che l’ossigeno nel cilindro sia a temperatura ambiente, qual è la sua densità?

• A. $0.014\mathrm{kg}{\mathrm{m}}^{-3}$

• B. $1.4\mathrm{kg}{\mathrm{m}}^{-3}$

• C. $14\mathrm{kg}{\mathrm{m}}^{-3}$

• D. $140\mathrm{kg}{\mathrm{m}}^{-3}$

• E. $1400\mathrm{kg}{\mathrm{m}}^{-3}$

Topic: Thermodynamics Metodi: Ideal Gas Law Competenze: Mathematical Modeling Objects: Gas, Cylinder Fonte: Testo (PDF) — p.9 Risposta: D · Soluzioni (PDF)

In a cylinder of $0.1{\mathrm{m}}^3$ capacity filled with oxygen, the pressure is $10^7\mathrm{Pa}$. The oxygen density at room temperature, at atmospheric pressure of $10^5\mathrm{Pa}$, is $1.4\mathrm{kg}{\mathrm{m}}^{-3}$.

Assuming the oxygen in the cylinder is at room temperature, what’s its density?

• A. $0.014\mathrm{kg}{\mathrm{m}}^{-3}$
• B. $1.4\mathrm{kg}{\mathrm{m}}^{-3}$
• C. $14\mathrm{kg}{\mathrm{m}}^{-3}$
• D. $140\mathrm{kg}{\mathrm{m}}^{-3}$
• E. $1400\mathrm{kg}{\mathrm{m}}^{-3}$

Topic: Thermodynamics Metodi: Ideal Gas Law Competenze: Mathematical Modeling Objects: Gas, Cylinder Fonte: Testo (PDF) — p.9 The Commission has also adopted a proposal for a Regulation (EC) laying down the rules for the implementation of the common fisheries policy.

Due forze di $30\mathrm{N}$ agiscono sullo stesso oggetto in direzioni diverse.

• In quale diagramma la forza risultante è di $30\mathrm{N}$?

Le cinque opzioni A–E sono rappresentate nella figura.

p.9 — Cinque diagrammi A–E di somma vettoriale di due forze

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Vector Decomposition, Free-Body Diagram Competenze: Diagrammatic Reasoning Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.9 Risposta: D · Soluzioni (PDF)

Two forces of $30\mathrm{N}$ act on the same object in different directions.

• In which diagram is the resulting force $30\mathrm{N}$?

The five AE options are shown in Figure 1

**p.9 ** Five AE diagrams of the vector sum of two forces

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Vector Decomposition, Free-Body Diagram Competenze: Diagrammatic Reasoning Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.9 The Commission has also adopted a proposal for a Regulation (EC) laying down the rules for the implementation of the common fisheries policy.

In figura è rappresentata una lente convergente sottile, in posizione $x=0$. I fuochi si trovano nelle posizioni $x=-f$ e $x=f$.

• Dove deve essere posizionato un oggetto per produrre a destra della lente un’immagine ingrandita, reale e capovolta?

• A. $x<-2f$

• B. $-2f<x<-f$

• C. $-f<x<0$

• D. $0<x<f$

• E. $f<x<2f$

p.10 — Lente convergente sottile in $x=0$ con fuochi in $\pm f$

Topic: Geometric Optics Metodi: Thin Lens & Mirror Equation, Ray Tracing Competenze: Diagrammatic Reasoning, Mathematical Modeling Objects: Lens Fonte: Testo (PDF) — p.10 Risposta: B · Soluzioni (PDF)

The image shows a thin convergent lens at the position $x=0$. The fires are located in the positions $x=-f$ and $x=f$.

Where does an object need to be positioned to produce an enlarged, real, upside down image on the right side of the lens?

• A. $x<-2f$
• B. $-2f<x<-f$
• C. $-f<x<0$
• D. $0<x<f$
• E. $f<x<2f$

**p.10 ** Thin convergent lens in $x=0$ with fire in $\pm f$

Topic: Geometric Optics Metodi: Thin Lens & Mirror Equation, Ray Tracing Competenze: Diagrammatic Reasoning, Mathematical Modeling Objects: Lens Fonte: Testo (PDF) — p.10 The Commission has also adopted a number of proposals for the implementation of the ‘European Union’s strategy for the prevention of trafficking in human beings’.

Una batteria da $9\mathrm{V}$ è collegata a quattro resistori in modo da formare il circuito in figura.

• Qual è la corrente nel punto $T$ del circuito?

• A. 2 A

• B. 4 A

• C. 5 A

• D. 7 A

• E. 9 A

p.10 — Circuito con batteria da 9 V e quattro resistori, punto $T$

Topic: Circuits Metodi: Kirchhoff’s Laws, Equivalent Circuit Reduction Competenze: Mathematical Modeling Objects: Battery, Resistor Fonte: Testo (PDF) — p.10 Risposta: A · Soluzioni (PDF)

A battery from $9\mathrm{V}$ is connected to four resistors to form the circuit in the figure.

• Qual è la corrente nel punto $T$ del circuito?

• A. 2 A

• B. 4 A

• C. 5 A

• D. 7 A

• E. 9 A

p.10 Circuit with 9 V battery and four resistors, point $T$

Topic: Circuits Metodi: Kirchhoff’s Laws, Equivalent Circuit Reduction Competenze: Mathematical Modeling Objects: Battery, Resistor Fonte: Testo (PDF) — p.10 Risposta: A · Soluzioni (PDF)

Una pietra è lanciata verticalmente verso l’alto con velocità iniziale ${\vec{v}}_0$. Si assuma che la forza di attrito sia proporzionale a $-\vec{v}$, dove $\vec{v}$ è la velocità della pietra, e si trascuri la spinta di Archimede esercitata dall’aria.

• Quale delle seguenti affermazioni è corretta?

• A. L’accelerazione della pietra è sempre uguale a $\vec{g}$.

• B. L’accelerazione della pietra è uguale a $\vec{g}$ solo nel punto più alto della traiettoria.

• C. Il modulo dell’accelerazione della pietra è sempre minore di $g$.

• D. Il modulo della velocità della pietra, quando è tornata nel punto di partenza, è uguale a $v_0$.

• E. La pietra può raggiungere una velocità massima il cui modulo è maggiore di $v_0$, prima di tornare al suo punto di partenza.

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Free-Body Diagram, Differential Equations Competenze: Physical Reasoning Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.10 Risposta: B · Soluzioni (PDF)

A stone is thrown vertically upwards with initial speed ${\vec{v}}_0$. The friction force is assumed to be proportional to $-\vec{v}$, where $\vec{v}$ is the stone velocity, and the air-impelled Archimedes thrust is neglected.

Which of the following is correct?

• A. The acceleration of the stone is always equal to $\vec{g}$.
• B. The acceleration of the stone is equal to $\vec{g}$ only at the highest point of the trajectory.
• C. The acceleration mode of the stone is always less than $g$.
• D. The stone’s speed module, when it has returned to the starting point, is $v_0$.
• E. The stone can reach a maximum speed of more than $v_0$ before returning to its starting point.

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Free-Body Diagram, Differential Equations Competenze: Physical Reasoning Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.10 The Commission has also adopted a number of proposals for the implementation of the ‘European Union’s strategy for the prevention of trafficking in human beings’.

• Se per spostare una carica di $3\mathrm{C}$ da un punto $A$ a un punto $B$ la forza del campo elettrostatico compie un lavoro di $15\mathrm{J}$, la differenza di potenziale $V_A-V_B$ è

• A. 45 V

• B. 23 V

• C. 15 V

• D. 5 V

• E. 3 V

Topic: Electrostatics Metodi: Electric Potential Method Competenze: Mathematical Modeling Objects: Point Charge Fonte: Testo (PDF) — p.10 Risposta: D · Soluzioni (PDF)

• If to move a charge of $3\mathrm{C}$ from a point $A$ to a point $B$ the force of the electrostatic field performs a work of $15\mathrm{J}$, the difference in potential $V_A-V_B$ is

• A. 45 V

• B. 23 V

• C. 15 V

• D. 5 V

• E. 3 V

Topic: Electrostatics Metodi: Electric Potential Method Competenze: Mathematical Modeling Objects: Point Charge Fonte: Testo (PDF) — p.10 The Commission has also adopted a proposal for a Regulation (EC) laying down the rules for the implementation of the common fisheries policy.

La velocità quadratica media dell’ossigeno molecolare, a temperatura ambiente, è $v$; la massa molecolare dell’ossigeno è $32\mathrm{u}$.

• Qual è la velocità quadratica media dell’elio, avente massa atomica $4\mathrm{u}$, alla stessa temperatura?

• A. $4v$

• B. $2\sqrt{2}v$

• C. $2v$

• D. $v/(2\sqrt{2})$

• E. $v/4$

Topic: Kinetic Theory Metodi: Kinetic Theory of Gases, Statistical Averaging Competenze: Mathematical Modeling Objects: Gas Fonte: Testo (PDF) — p.10 Risposta: B · Soluzioni (PDF)

The mean square velocity of molecular oxygen at room temperature is $v$; the molecular mass of oxygen is $32\mathrm{u}$.

• What is the mean square velocity of helium, with an atomic mass $4\mathrm{u}$, at the same temperature?

• A. $4v$

• B. $2\sqrt{2}v$

• C. $2v$

• D. $v/(2\sqrt{2})$

• E. $v/4$

Topic: Kinetic Theory Metodi: Kinetic Theory of Gases, Statistical Averaging Competenze: Mathematical Modeling Objects: Gas Fonte: Testo (PDF) — p.10 The Commission has also adopted a number of proposals for the implementation of the ‘European Union’s strategy for the prevention of trafficking in human beings’.

Nella figura, il punto $S$ si trova sulla ruota di un’auto che sta viaggiando a velocità costante su una strada rettilinea.

• Quale, tra i grafici che seguono, rappresenta, in funzione del tempo, il modulo dell’accelerazione del punto $S$, nel sistema di riferimento della strada?

Le cinque opzioni A–E sono rappresentate nella figura.

p.11 — Ruota con punto $S$ e cinque grafici A–E accelerazione-tempo

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Physical Modeling, Kinematic Equations Competenze: Diagrammatic Reasoning Objects: Wheel Fonte: Testo (PDF) — p.11 Risposta: B · Soluzioni (PDF)

In the figure, the $S$ point is on the wheel of a car travelling at a constant speed on a straight road.

• Quale, tra i grafici che seguono, rappresenta, in funzione del tempo, il modulo dell’accelerazione del punto $S$, nel sistema di riferimento della strada?

Le cinque opzioni A–E sono rappresentate nella figura.

p.11 Wheel with $S$ dot and five AE acceleration-time graphs

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Physical Modeling, Kinematic Equations Competenze: Diagrammatic Reasoning Objects: Wheel Fonte: Testo (PDF) — p.11 Risposta: B · Soluzioni (PDF)

Un cubetto di piombo di massa $m=30\mathrm{g}$ si trova in un becher d’acqua a $20°\mathrm{C}$. In un esperimento il becher con l’acqua e il cubetto di piombo vengono riscaldati finché l’acqua inizia a bollire ($100°\mathrm{C}$).

• La quantità d’energia accumulata dal cubetto di piombo durante l’esperimento è

• A. 0.31 kJ

• B. 10 kJ

• C. 60 kJ

• D. 80 kJ

• E. 790 kJ

Topic: Thermodynamics Metodi: First Law of Thermodynamics, Physical Modeling Competenze: Mathematical Modeling Objects: Block, Container Fonte: Testo (PDF) — p.11 Risposta: A · Soluzioni (PDF)

A lead cube of $m=30\mathrm{g}$ mass is contained in a water tank at $20°\mathrm{C}$. In one experiment the water beaker and the lead bucket are heated until the water starts to boil ($100°\mathrm{C}$).

• The amount of energy accumulated by the lead cube during the experiment is

• A. 0.31 kJ

• B. 10 kJ

• C. 60 kJ

• D. 80 kJ

• E. 790 kJ

Topic: Thermodynamics Metodi: First Law of Thermodynamics, Physical Modeling Competenze: Mathematical Modeling Objects: Block, Container Fonte: Testo (PDF) — p.11 The Commission has also adopted a proposal for a Regulation (EC) laying down the rules for the implementation of the common fisheries policy.

Un blocco di $2\mathrm{kg}$, lasciato libero da fermo, scivola giù per una rampa da un’altezza di $3\mathrm{m}$ e raggiunge il suolo con un’energia cinetica di $50\mathrm{J}$.

• Il lavoro fatto dalle forze di attrito è approssimativamente di

• A. −6 J

• B. −9 J

• C. −18 J

• D. −44 J

• E. −50 J

Topic: Conservation of Energy Metodi: Energy Conservation Method Competenze: Mathematical Modeling Objects: Block, Inclined Plane Fonte: Testo (PDF) — p.11 Risposta: B · Soluzioni (PDF)

A block of $2\mathrm{kg}$, left unoccupied, slides down a ramp from a height of $3\mathrm{m}$ and reaches the ground with a kinetic energy of $50\mathrm{J}$.

• The work done by the friction forces is approximately

• A. −6 J

• B. −9 J

• C. −18 J

• D. −44 J

• E. −50 J

Topic: Conservation of Energy Metodi: Energy Conservation Method Competenze: Mathematical Modeling Objects: Block, Inclined Plane Fonte: Testo (PDF) — p.11 The Commission has also adopted a number of proposals for the implementation of the ‘European Union’s strategy for the prevention of trafficking in human beings’.

Un filo conduttore rigido $RS$, lungo $0.2\mathrm{m}$, si muove in un campo magnetico uniforme di modulo $B=0.6\mathrm{T}$, perpendicolare al foglio ed entrante in esso, come in figura.

• Se il filo $RS$ si muove verso destra con una velocità costante di modulo $v=4\mathrm{m}{\mathrm{s}}^{-1}$, la differenza di potenziale indotta tra gli estremi del filo vale

• A. 0.12 V

• B. 0.48 V

• C. 2.4 V

• D. 4.8 V

• E. 12 V

p.11 — Filo $RS$ in campo magnetico entrante nel foglio

Topic: Electromagnetic Induction Metodi: Faraday’s Law of Induction, Lorentz Force Analysis Competenze: Mathematical Modeling Objects: Wire Fonte: Testo (PDF) — p.11 Risposta: B · Soluzioni (PDF)

A rigid conductive wire $RS$, $0.2\mathrm{m}$ long, moves in a uniform magnetic field of the form $B=0.6\mathrm{T}$, perpendicular to the sheet and entering it, as shown in Figure 1.

• If the $RS$ wire is moving to the right at a constant speed of $v=4\mathrm{m}{\mathrm{s}}^{-1}$, the difference in induced potential between the ends of the wire shall be

• A. 0.12 V

• B. 0.48 V

• C. 2.4 V

• D. 4.8 V

• E. 12 V

p.11 Wire $RS$ in the magnetic field entering the sheet

Topic: Electromagnetic Induction Metodi: Faraday’s Law of Induction, Lorentz Force Analysis Competenze: Mathematical Modeling Objects: Wire Fonte: Testo (PDF) — p.11 The Commission has also adopted a number of proposals for the implementation of the ‘European Union’s strategy for the prevention of trafficking in human beings’.