OII 2023 1° Livello Quiz

Q1. Due forze di $3\mathrm{N}$ e $4\mathrm{N}$ sono applicate allo stesso corpo. Quando l’angolo tra le due forze varia da $0$ a $90°$, il modulo della risultante varia fra

• A. $1\mathrm{N}$ e $7\mathrm{N}$
• B. $7$ e $1$
• C. $5$ e $7$
• D. $7$ e $5$
• E. non varia.

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Vector Decomposition Competenze: Physical Reasoning Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: D · Soluzioni (PDF)

Q1. Two forces of $3\mathrm{N}$ and $4\mathrm{N}$ are applied to the same body. When the angle between the two forces varies from $0$ to $90°$, the magnitude of the resultant varies between

• A. $1\mathrm{N}$ and $7\mathrm{N}$
• B. $7$ and $1$
• C. $5$ and $7$
• D. $7$ and $5$
• E. it does not vary.

Answer: D · Soluzioni (PDF)

Q2. I grafici $X$ e $Y$ mostrano pressione, volume, entropia e temperatura di una massa di gas perfetto in una trasformazione reversibile dallo stato 1 allo stato 2. Quali affermazioni sono corrette? (1) il gas si espande secondo la legge di Boyle; (2) la pressione decresce a temperatura costante; (3) il recipiente ha pareti isolanti.

• A. Solo 1
• B. Solo 3
• C. Solo 1 e 2
• D. Solo 1 e 3
• E. Nessuna (trasformazione adiabatica: solo la 3 è vera).

Topic: Thermodynamics Metodi: Thermodynamic Cycle Analysis Competenze: Diagrammatic Reasoning Objects: Gas Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: B · Soluzioni (PDF)

Q2. The graphs $X$ and $Y$ show pressure, volume, entropy and temperature of a mass of ideal gas in a reversible transformation from state 1 to state 2. Which statements are correct? (1) the gas expands according to Boyle’s law; (2) the pressure decreases at constant temperature; (3) the container has insulating walls.

• A. Only 1
• B. Only 3
• C. Only 1 and 2
• D. Only 1 and 3
• E. None (adiabatic transformation: only 3 is true).

Answer: B · Soluzioni (PDF)

Q3. Se $s$ indica la posizione di un oggetto al tempo $t$, quale grafico rappresenta meglio il caso in cui l’oggetto ha una velocità che aumenta in modulo nel tempo?

Cinque grafici $s$–$t$ (A–E).

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Kinematic Equations Competenze: Diagrammatic Reasoning Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: C · Soluzioni (PDF)

Q3. If $s$ denotes the position of an object at time $t$, which graph best represents the case in which the object has a speed that increases in magnitude over time?

Five $s$–$t$ graphs (A–E).

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Kinematic Equations Competenze: Diagrammatic Reasoning Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: C · Soluzioni (PDF)

Q4. Due impulsi trasversali viaggiano con la stessa velocità $v$ in verso opposto lungo una corda; la figura è un’istantanea a $t_0$. Assumendo velocità $1$ quadretto/s, quanto vale lo spostamento del punto $X$ dopo $3\mathrm{s}$?

Istantanea dei due impulsi $S$ e $T$ sulla corda, con il punto $X$.

• A. $+2$
• B. $+1$
• C. $0$
• D. $-1$
• E. $-2$ unità

Topic: Oscillations & Waves Metodi: Superposition Principle Competenze: Diagrammatic Reasoning Objects: String Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: C · Soluzioni (PDF)

Q4. Two transverse pulses travel with the same speed $v$ in opposite directions along a rope; the figure is a snapshot at $t_0$. Assuming a speed of $1$ squares/s, what is the displacement of point $X$ after $3\mathrm{s}$?

Snapshot of the two pulses $S$ and $T$ on the rope, with point $X$.

• A. $+2$
• B. $+1$
• C. $0$
• D. $-1$
• E. $-2$ units

Answer: C · Soluzioni (PDF)

Q5. Nel circuito le due pile e l’amperometro hanno resistenza interna trascurabile. L’amperometro misura

Circuito con pile da $6\mathrm{V}$ e $2\mathrm{V}$, resistenze da $10\Omega$ e $5\Omega$ e amperometro $A$.

• A. zero
• B. $0.4$
• C. $0.6$
• D. $0.8$
• E. $1.2\mathrm{A}$

Topic: Circuits Metodi: Kirchhoff’s Laws Competenze: Mathematical Modeling Objects: Battery, Resistor, Galvanometer Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: E · Soluzioni (PDF)

Q5. In the circuit the two batteries and the ammeter have negligible internal resistance. The ammeter measures

Circuit with batteries of $6\mathrm{V}$ and $2\mathrm{V}$, resistors of $10\Omega$ and $5\Omega$ and ammeter $A$.

• A. zero
• B. $0.4$
• C. $0.6$
• D. $0.8$
• E. $1.2\mathrm{A}$

Answer: E · Soluzioni (PDF)

Q6. Un circuito con il tratto superiore $XY$ costituito da un filo rigido che può ruotare attorno all’asse orizzontale $XY$; campo magnetico diretto verso destra. Chiuso l’interruttore, la parte mobile rispetto al piano della figura…

• A. resta ferma
• B. ruota di $90°$ uscente
• C. ruota di $90°$ entrante
• D. ruota di $180°$ uscente
• E. ruota di $180°$ entrante

Topic: Magnetism Metodi: Lorentz Force Analysis Competenze: Physical Reasoning Objects: Wire, Switch Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: A · Soluzioni (PDF)

Q6. A circuit with the upper section $XY$ consisting of a rigid wire that can rotate about the horizontal axis $XY$; magnetic field directed to the right. Once the switch is closed, the moving part relative to the plane of the figure…

• A. remains stationary
• B. rotates by $90°$ coming out
• C. rotates by $90°$ going in
• D. rotates by $180°$ coming out
• E. rotates by $180°$ going in

Answer: A · Soluzioni (PDF)

Q7. Affermazioni sulla teoria cinetica dei gas perfetti — quale è falsa?

• A. Le collisioni tra molecole sono elastiche
• B. La velocità delle molecole diminuisce progressivamente tra un urto e l’altro
• C. Le molecole si muovono in modo casuale
• D. Le molecole hanno volume trascurabile
• E. $⟨K⟩$ è proporzionale a $T$ (in kelvin)

Topic: Kinetic Theory Metodi: — Competenze: Physical Reasoning Objects: Gas Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: B · Soluzioni (PDF)

Q7. Statements about the kinetic theory of ideal gases — which one is false?

• A. Collisions between molecules are elastic
• B. The speed of the molecules decreases progressively between one collision and the next
• C. The molecules move randomly
• D. The molecules have negligible volume
• E. $⟨K⟩$ is proportional to $T$ (in kelvin)

Answer: B · Soluzioni (PDF)

Q8. Due satelliti identici $X$ e $Y$ in orbita circolare attorno alla Terra; il raggio dell’orbita di $X$ è il doppio di $Y$. Quali affermazioni sono corrette? (1) $U_{grav}$ di $X$ maggiore; (2) $K$ di $X$ minore; (3) i periodi sono uguali.

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

Topic: Gravitation Metodi: Kepler’s Laws Competenze: Physical Reasoning Objects: Satellite, Planet Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: B · Soluzioni (PDF)

Q8. Two identical satellites $X$ and $Y$ in circular orbit around the Earth; the orbital radius of $X$ is twice that of $Y$. Which statements are correct? (1) $U_{grav}$ of $X$ greater; (2) $K$ of $X$ less; (3) the periods are equal.

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

Answer: B · Soluzioni (PDF)

Q9. Un’automobile parte da ferma a $t=0$ con accelerazione data dal grafico. Qual è la velocità a $t=3\mathrm{s}$?

Grafico $a$–$t$ decrescente da $5\mathrm{m}{\mathrm{s}}^{-2}$ fino ad annullarsi a $t=5\mathrm{s}$.

• A. $4.50$
• B. $7.50$
• C. $10.5$
• D. $12.5$
• E. $15.0\mathrm{m}{\mathrm{s}}^{-1}$

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Kinematic Equations Competenze: Diagrammatic Reasoning Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: C · Soluzioni (PDF)

Q9. A car starts from a stop at $t=0$ with the acceleration given by the graph. What is the speed at $t=3\mathrm{s}$?

Graph $a$–$t$ decreasing from $5\mathrm{m}{\mathrm{s}}^{-2}$ until cancelled to $t=5\mathrm{s}$.

• A. $4.50$
• B. $7.50$
• C. $10.5$
• D. $12.5$
• E. $15.0\mathrm{m}{\mathrm{s}}^{-1}$

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Kinematic Equations Competenze: Diagrammatic Reasoning Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.3 Answer: C · Soluzioni (PDF)

Q10. Un’astronauta pesa $500\mathrm{N}$ sulla Terra e $25\mathrm{N}$ su un asteroide $X$. L’accelerazione di gravità su $X$ è circa

• A. $0.05$
• B. $0.2$
• C. $0.5$
• D. $1$
• E. $2\mathrm{m}{\mathrm{s}}^{-2}$

Topic: Gravitation Metodi: Order-of-Magnitude Estimation Competenze: Estimation & Approximation Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: C · Soluzioni (PDF)

Q10. An astronaut weighs $500\mathrm{N}$ on Earth and $25\mathrm{N}$ on an asteroid $X$. The acceleration of gravity on $X$ is approximately

• A. $0.05$
• B. $0.2$
• C. $0.5$
• D. $1$
• E. $2\mathrm{m}{\mathrm{s}}^{-2}$

Answer: C · Soluzioni (PDF)

Q11. In un esperimento sull’effetto fotoelettrico si misura il potenziale di arresto $V_a$ per varie lunghezze d’onda $\lambda$; il grafico riportato omette le grandezze sugli assi $X$ e $Y$. Le grandezze corrette da riportare sugli assi sono

• A. $(\lambda ,V_a)$
• B. $(1/V_a,\lambda )$
• C. $(\lambda ,1/V_a)$
• D. $(1/\lambda ,V_a)$
• E. $(V_a,1/\lambda )$ ($e{V}_a=hc/\lambda -W$, lineare in $1/\lambda$).

grafico effetto fotoelettrico Va vs lambda

Topic: Modern-Quantum Physics Metodi: Photon Energy Relation, Graph Linearization Competenze: Graph Linearization Objects: Photon Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: D · Soluzioni (PDF)

Q11. In an experiment on the photoelectric effect, the stopping potential $V_a$ is measured for various wavelengths $\lambda$; the graph shown omits the quantities on the axes $X$ and $Y$. The correct quantities to be shown on the axes are

• A. $(\lambda ,V_a)$
• B. $(1/V_a,\lambda )$
• C. $(\lambda ,1/V_a)$
• D. $(1/\lambda ,V_a)$
• E. $(V_a,1/\lambda )$ ($e{V}_a=hc/\lambda -W$, linear in $1/\lambda$).

photoelectric effect graph Va vs lambda

Answer: D · Soluzioni (PDF)

Q12. Un elettrone sta per entrare in una zona di campo magnetico uniforme $\vec{B}$ entrante nel piano; velocità $\vec{v}$ verso destra. Appena entrato, la forza magnetica è diretta…

• A. verso l’alto
• B. verso il basso
• C. verso sinistra
• D. verso destra
• E. perpendicolare al piano, uscente

Topic: Magnetism Metodi: Lorentz Force Analysis Competenze: Physical Reasoning Objects: Electron Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: B · Soluzioni (PDF)

Q12. An electron is about to enter a region of uniform magnetic field $\vec{B}$ directed into the plane; velocity $\vec{v}$ to the right. Just after entering, the magnetic force is directed…

• A. upward
• B. downward
• C. to the left
• D. to the right
• E. perpendicular to the plane, outward

Answer: B · Soluzioni (PDF)

Q13. Una persona è in piedi a $5\mathrm{m}$ da uno specchio piano; una palla è $3\mathrm{m}$ davanti all’uomo, perpendicolarmente allo specchio. Distanza tra la persona e l’immagine della palla?

• A. $2$
• B. $3$
• C. $5$
• D. $7$
• E. $10\mathrm{m}$

Topic: Geometric Optics Metodi: Ray Tracing Competenze: Physical Reasoning Objects: Mirror, Ball Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: D · Soluzioni (PDF)

Q13. A person is standing at $5\mathrm{m}$ from a plane mirror; a ball is $3\mathrm{m}$ in front of the man, perpendicular to the mirror. Distance between the person and the image of the ball?

• A. $2$
• B. $3$
• C. $5$
• D. $7$
• E. $10\mathrm{m}$

Answer: D · Soluzioni (PDF)

Q14. Una pietra è lanciata verticalmente verso l’alto con $v_0$ dalla superficie lunare; raggiunge il culmine a quota $h$ e torna a terra dopo un tempo $t$. Raddoppiando $v_0$, il tempo di volo e l’altezza diventano

• A. $t,4h$
• B. $2t,h$
• C. $2t,2h$
• D. $2t,4h$
• E. $4t,2h$

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Kinematic Equations Competenze: Mathematical Modeling Objects: Projectile Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: D · Soluzioni (PDF)

Q14. A stone is thrown vertically upward with $v_0$ from the lunar surface; it reaches its peak at height $h$ and returns to the ground after a time $t$. If $v_0$ is doubled, the flight time and the height become

• A. $t,4h$
• B. $2t,h$
• C. $2t,2h$
• D. $2t,4h$
• E. $4t,2h$

Answer: D · Soluzioni (PDF)

Q15. Una candela davanti a uno specchio sferico concavo; due raggi uscenti dallo stesso punto incidono sullo specchio con fuoco in $F$. Dopo la riflessione i raggi…

• A. divergono, immagine virtuale
• B. divergono, immagine reale
• C. convergono, immagine virtuale
• D. convergono, immagine reale
• E. sono paralleli

Topic: Geometric Optics Metodi: Ray Tracing Competenze: Diagrammatic Reasoning Objects: Mirror Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: D · Soluzioni (PDF)

Q15. A candle in front of a concave spherical mirror; two rays emerging from the same point strike the mirror with focus at $F$. After reflection the rays…

• A. diverge, virtual image
• B. diverge, real image
• C. converge, virtual image
• D. converge, real image
• E. are parallel

Answer: D · Soluzioni (PDF)

Q16. Un nucleo radioattivo decade in un suo isotopo a seguito di diversi processi in sequenza. Quale combinazione di particelle potrebbe essere emessa?

• A. una $\alpha$ e una ${\beta }^{-}$
• B. una $\alpha$ e due ${\beta }^{-}$
• C. una ${\beta }^{-}$ e un neutrone
• D. una ${\beta }^{-}$ e due neutroni
• E. due ${\beta }^{-}$ e un neutrone (per tornare allo stesso $Z$ con $A$ ridotto di 4: una $\alpha$ più due ${\beta }^{-}$).

Topic: Nuclear & Particle Physics Metodi: — Competenze: Physical Reasoning Objects: Nucleus Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: B · Soluzioni (PDF)

Q16. A radioactive nucleus decays into one of its isotopes as a result of several processes in sequence. Which combination of particles could be emitted?

• A. one $\alpha$ and one ${\beta }^{-}$
• B. one $\alpha$ and two ${\beta }^{-}$
• C. one ${\beta }^{-}$ and one neutron
• D. one ${\beta }^{-}$ and two neutrons
• E. two ${\beta }^{-}$ and one neutron (to return to the same $Z$ with $A$ reduced by 4: one $\alpha$ plus two ${\beta }^{-}$).

Answer: B · Soluzioni (PDF)

Q17. Un filo di platino ha resistenza $100\Omega$ alla fusione del ghiaccio e $140\Omega$ all’ebollizione dell’acqua; usato come sonda termometrica. Quando ha resistenza $116\Omega$, la temperatura è

• A. $16$
• B. $24$
• C. $40$
• D. $60$
• E. $76{}^{\circ }\mathrm{C}$

Topic: Circuits Metodi: Experimental Data Analysis Competenze: Experimental Data Analysis Objects: Wire Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: C · Soluzioni (PDF)

Q17. A platinum wire has resistance $100\Omega$ at the melting point of ice and $140\Omega$ at the boiling point of water; used as a thermometric probe. When it has resistance $116\Omega$, the temperature is

• A. $16$
• B. $24$
• C. $40$
• D. $60$
• E. $76{}^{\circ }\mathrm{C}$

Answer: C · Soluzioni (PDF)

Q18. Dalla cima di una scogliera viene lanciata orizzontalmente una sferetta a $15\mathrm{m}{\mathrm{s}}^{-1}$; tocca il mare dopo circa $2\mathrm{s}$. Altezza approssimativa della scogliera (attrito trascurabile)?

• A. $20$
• B. $30$
• C. $35$
• D. $40$
• E. $80\mathrm{m}$

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Kinematic Equations Competenze: Mathematical Modeling Objects: Projectile, Ball Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: A · Soluzioni (PDF)

Q18. From the top of a cliff, a small sphere is thrown horizontally at $15\mathrm{m}{\mathrm{s}}^{-1}$; it hits the sea after about $2\mathrm{s}$. Approximate height of the cliff (negligible friction)?

• A. $20$
• B. $30$
• C. $35$
• D. $40$
• E. $80\mathrm{m}$

Answer: A · Soluzioni (PDF)

Q19. Il grafico rappresenta una trasformazione in cui $1\mathrm{kg}$ di sostanza passa da gas a $160{}^{\circ }\mathrm{C}$ a solido a $20{}^{\circ }\mathrm{C}$, con calore ceduto costante nel tempo. Il punto di fusione è a

• A. $0$
• B. $20$
• C. $70$
• D. $100$
• E. $120{}^{\circ }\mathrm{C}$

Topic: Thermodynamics Metodi: — Competenze: Diagrammatic Reasoning Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: C · Soluzioni (PDF)

Q19. The graph represents a transformation in which $1\mathrm{kg}$ of substance passes from gas to $160{}^{\circ }\mathrm{C}$ to solid at $20{}^{\circ }\mathrm{C}$, with heat released constant over time. The melting point is at

• A. $0$
• B. $20$
• C. $70$
• D. $100$
• E. $120{}^{\circ }\mathrm{C}$

Answer: C · Soluzioni (PDF)

Q20. Un blocco di massa $m=3\mathrm{kg}$ è tenuto fermo su un piano liscio inclinato di $30°$, poi rilasciato. Due secondi dopo, la componente del peso parallela al pendio ($F$) e la distanza percorsa ($d$) valgono circa [tabella di coppie $(F,d)$]

• A. $(15;10)$
• B. $(15;5.0)$
• C. $(26;2.5)$
• D. $(26;5.0)$
• E. $(30;5.0)$

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Free-Body Diagram, Kinematic Equations Competenze: Mathematical Modeling Objects: Block, Inclined Plane Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: A · Soluzioni (PDF)

Q20. A block of mass $m=3\mathrm{kg}$ is held stationary on a smooth plane inclined at $30°$, then released. Two seconds later, the component of the weight parallel to the slope ($F$) and the distance traveled ($d$) are approximately [table of pairs $(F,d)$]

• A. $(15;10)$
• B. $(15;5.0)$
• C. $(26;2.5)$
• D. $(26;5.0)$
• E. $(30;5.0)$

Answer: A · Soluzioni (PDF)

Q21. Quale circuito (con $A$ amperometro) può illustrare la carica e scarica di un condensatore in corrente continua (condensatore inizialmente scarico)?

Cinque schemi di circuito (A–E) con pila, amperometro $A$ e condensatore.

Topic: Circuits Metodi: — Competenze: Diagrammatic Reasoning Objects: Capacitor, Battery, Galvanometer Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: C · Soluzioni (PDF)

Q21. Which circuit (with $A$ ammeter) can illustrate the charging and discharging of a capacitor in direct current (capacitor initially uncharged)?

Five circuit diagrams (A–E) with a battery, ammeter $A$ and capacitor.

Answer: C · Soluzioni (PDF)

Q22. Cinque vagoni identici fermi su un binario; in caso di urto restano agganciati. Un sesto vagone identico è lanciato a velocità $v$. Velocità dei sei vagoni dopo l’aggancio (attrito trascurabile)?

• A. $v$
• B. $5v/6$
• C. $v/\sqrt{6}$
• D. $v/6$
• E. $v/5$

Topic: Conservation of Momentum Metodi: Conservation of Momentum Competenze: Mathematical Modeling Objects: Cart Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: D · Soluzioni (PDF)

Q22. Five identical railcars stationary on a track; in the event of a collision they remain coupled. A sixth identical railcar is launched at speed $v$. Speed of the six railcars after coupling (negligible friction)?

• A. $v$
• B. $5v/6$
• C. $v/\sqrt{6}$
• D. $v/6$
• E. $v/5$

Answer: D · Soluzioni (PDF)

Q23. Una fionda con due corde di gomma (legge di Hooke) lancia una pietra a velocità $v$ quando ciascuna corda è allungata di $x$. Se ciascuna corda è allungata di $2x$ (tutta l’energia trasferita), la velocità è

• A. $v/2$
• B. $v$
• C. $\sqrt{2}v$
• D. $2v$
• E. $4v$

Topic: Conservation of Energy Metodi: Hooke’s Law, Energy Conservation Method Competenze: Mathematical Modeling Objects: Spring, Projectile Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: D · Soluzioni (PDF)

Q23. A slingshot with two rubber cords (Hooke’s law) launches a stone at speed $v$ when each cord is stretched by $x$. If each cord is stretched by $2x$ (all the energy transferred), the speed is

• A. $v/2$
• B. $v$
• C. $\sqrt{2}v$
• D. $2v$
• E. $4v$

Answer: D · Soluzioni (PDF)

Q24. Qual è l’ordine di grandezza del numero di elettroni che si assumono bevendo un bicchiere d’acqua?

• A. $10^{30}$
• B. $10^{26}$
• C. $10^{22}$
• D. $10^{18}$
• E. nessun elettrone perché l’acqua è neutra

Topic: Order-of-Magnitude Estimation Metodi: Order-of-Magnitude Estimation Competenze: Estimation & Approximation Objects: Electron Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: B · Soluzioni (PDF)

Q24. What is the order of magnitude of the number of electrons that one takes in by drinking a glass of water?

• A. $10^{30}$
• B. $10^{26}$
• C. $10^{22}$
• D. $10^{18}$
• E. no electrons because water is neutral

Answer: B · Soluzioni (PDF)

Q25. Si dispone di una lente convergente $+10\mathrm{cm}$ e una divergente $-20\mathrm{cm}$. Prove: I) oggetto a $25\mathrm{cm}$ dalla divergente; II) a $15\mathrm{cm}$ dalla divergente; III) a $25\mathrm{cm}$ dalla convergente; IV) a $15\mathrm{cm}$ dalla convergente; V) a $5\mathrm{cm}$ dalla convergente. In quante prove si ottiene un’immagine ridotta?

• A. 1
• B. 2
• C. 3
• D. 4
• E. 5

Topic: Geometric Optics Metodi: Thin Lens & Mirror Equation Competenze: Mathematical Modeling Objects: Lens Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: C · Soluzioni (PDF)

Q25. A converging lens $+10\mathrm{cm}$ and a diverging lens $-20\mathrm{cm}$ are available. Tests: I) object at $25\mathrm{cm}$ from the diverging lens; II) at $15\mathrm{cm}$ from the diverging lens; III) at $25\mathrm{cm}$ from the converging lens; IV) at $15\mathrm{cm}$ from the converging lens; V) at $5\mathrm{cm}$ from the converging lens. In how many tests is a reduced image obtained?

• A. 1
• B. 2
• C. 3
• D. 4
• E. 5

Answer: C · Soluzioni (PDF)

Q26. Una pattinatrice ruota con braccia tese (attriti trascurabili). Portando le braccia al corpo, quali quantità restano costanti? (1) momento d’inerzia; (2) energia cinetica; (3) momento angolare.

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

Topic: Rotational Dynamics Metodi: Torque & Angular Momentum Analysis Competenze: Physical Reasoning Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: E · Soluzioni (PDF)

Q26. A skater spins with arms outstretched (friction negligible). When she brings her arms to her body, which quantities remain constant? (1) moment of inertia; (2) kinetic energy; (3) angular momentum.

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

Answer: E · Soluzioni (PDF)

Q27. Un protone $p$ si sposta da $T$ a $S$ in prossimità di una sferetta carica negativamente. Se per lo spostamento occorre un lavoro di $6.4\times 10^{-19}\mathrm{J}$, la d.d.p. tra i due punti è

• A. $0$
• B. $4.0\times 10^{-19}$
• C. $6.4\times 10^{-19}$
• D. $4.0$
• E. $6.4\mathrm{V}$ ($V=W/q=4.0\mathrm{V}$).

Topic: Electrostatics Metodi: Electric Potential Method Competenze: Mathematical Modeling Objects: Conducting Sphere, Point Charge Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: D · Soluzioni (PDF)

Q27. A proton $p$ moves from $T$ to $S$ near a negatively charged small sphere. If a work of $6.4\times 10^{-19}\mathrm{J}$ is required for the displacement, the potential difference between the two points is

• A. $0$
• B. $4.0\times 10^{-19}$
• C. $6.4\times 10^{-19}$
• D. $4.0$
• E. $6.4\mathrm{V}$ ($V=W/q=4.0\mathrm{V}$).

Answer: D · Soluzioni (PDF)

Q28. Due blocchi metallici di uguale sezione, lunghi $10\mathrm{cm}$ e $20\mathrm{cm}$, conducibilità $200$ e $100\mathrm{W}{\mathrm{m}}^{-1}{\mathrm{K}}^{-1}$, attaccati. Estremi liberi a $T_1=50{}^{\circ }\mathrm{C}$ e $T_2=20{}^{\circ }\mathrm{C}$. In regime stazionario la temperatura della giunzione è

• A. $26$
• B. $30$
• C. $35$
• D. $40$
• E. $44{}^{\circ }\mathrm{C}$

Topic: Thermodynamics Metodi: — Competenze: Physical Reasoning Objects: Block Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: E · Soluzioni (PDF)

Q28. Two metal blocks of equal cross-section, of length $10\mathrm{cm}$ and $20\mathrm{cm}$, conductivity $200$ and $100\mathrm{W}{\mathrm{m}}^{-1}{\mathrm{K}}^{-1}$, attached. Free ends at $T_1=50{}^{\circ }\mathrm{C}$ and $T_2=20{}^{\circ }\mathrm{C}$. In steady state the temperature of the junction is

• A. $26$
• B. $30$
• C. $35$
• D. $40$
• E. $44{}^{\circ }\mathrm{C}$

Answer: E · Soluzioni (PDF)

Q29. Un’automobile a $15\mathrm{m}{\mathrm{s}}^{-1}$ accelera per $5\mathrm{s}$ fino a $25\mathrm{m}{\mathrm{s}}^{-1}$. Spazio percorso (accelerazione costante)?

• A. $50$
• B. $75$
• C. $100$
• D. $125$
• E. $200\mathrm{m}$

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Kinematic Equations Competenze: Mathematical Modeling Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: C · Soluzioni (PDF)

Q29. A car at $15\mathrm{m}{\mathrm{s}}^{-1}$ accelerates for $5\mathrm{s}$ up to $25\mathrm{m}{\mathrm{s}}^{-1}$. Distance traveled (constant acceleration)?

• A. $50$
• B. $75$
• C. $100$
• D. $125$
• E. $200\mathrm{m}$

Answer: C · Soluzioni (PDF)

Q30. Due fenditure parallele molto vicine illuminate da luce verde monocromatica (incidenza normale); su uno schermo si osservano frange d’interferenza. La distanza tra le frange può essere aumentata…

• A. diminuendo la distanza lastra–schermo
• B. aumentando la distanza sorgente–lastra
• C. aumentando la distanza tra le fenditure
• D. aumentando la larghezza delle fenditure
• E. sostituendo la sorgente con luce rossa

Topic: Wave Optics Metodi: Interference & Diffraction Analysis Competenze: Physical Reasoning Objects: Slit, Screen Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: E · Soluzioni (PDF)

Q30. Two very close parallel slits illuminated by monochromatic green light (normal incidence); interference fringes are observed on a screen. The distance between the fringes can be increased…

• A. by decreasing the distance between the plate and the screen
• B. by increasing the distance between the source and the plate
• C. by increasing the distance between the slits
• D. by increasing the width of the slits
• E. by replacing the source with red light

Answer: E · Soluzioni (PDF)

Q31. Un gas è riscaldato a pressione costante fino a triplicare il volume, poi compresso adiabaticamente fino al volume iniziale, infine raffreddato a volume costante fino alla temperatura originale. Quale grafico rappresenta meglio le trasformazioni?

Cinque diagrammi $p$–$V$ (A–E).

Topic: Thermodynamics Metodi: Thermodynamic Cycle Analysis Competenze: Diagrammatic Reasoning Objects: Gas Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: C · Soluzioni (PDF)

Q31. A gas is heated at constant pressure until the volume is tripled, then adiabatically compressed to the initial volume, and finally cooled to a constant volume to the original temperature. Which graph best represents the transformations?

Cinque diagrammi $p$–$V$ (A–E).

Topic: Thermodynamics Metodi: Thermodynamic Cycle Analysis Competenze: Diagrammatic Reasoning Objects: Gas Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: C · Soluzioni (PDF)

Q32. Due piccole sfere conduttrici identiche a grande distanza, cariche $q_1=-2\mu \mathrm{C}$ e $q_2=4\mu \mathrm{C}$; la forza tra esse ha modulo $F=1\mathrm{N}$. Vengono collegate da un filo conduttore (senza spostarle) e poi il filo è rimosso. Modulo della forza al termine?

• A. $0$
• B. $0.125$
• C. $0.250$
• D. $1$
• E. $1.125\mathrm{N}$ (carica finale $1\mu \mathrm{C}$ ciascuna).

Topic: Electrostatics Metodi: Coulomb’s Law Competenze: Mathematical Modeling Objects: Conducting Sphere, Wire Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: B · Soluzioni (PDF)

Q32. Two identical small conducting spheres at a large distance, with charges $q_1=-2\mu \mathrm{C}$ and $q_2=4\mu \mathrm{C}$; the force between them has magnitude $F=1\mathrm{N}$. They are connected by a conducting wire (without moving them) and then the wire is removed. Magnitude of the force at the end?

• A. $0$
• B. $0.125$
• C. $0.250$
• D. $1$
• E. $1.125\mathrm{N}$ (final charge $1\mu \mathrm{C}$ each).

Answer: B · Soluzioni (PDF)

Q33. Nel piano $Oxy$ con assi $Ox,Oy$ ortogonali, quale corrente in un conduttore rettilineo produce nel punto $O$ un campo magnetico orientato nel verso positivo dell’asse $x$?

Piano $Oxy$ con il punto $P$ sull’asse $y$ e il punto $Q$ sull’asse $x$.

• A. per $Q$, entrante
• B. per $Q$, uscente
• C. per $P$, parallela a $Ox$
• D. per $P$, entrante
• E. per $P$, uscente

Topic: Magnetism Metodi: Symmetry Argument Competenze: Physical Reasoning Objects: Wire Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: E · Soluzioni (PDF)

Q33. In the plane $Oxy$ with orthogonal axes $Ox,Oy$, which current in a straight conductor produces at point $O$ a magnetic field oriented in the positive direction of the axis $x$?

Plane $Oxy$ with point $P$ on the axis $y$ and point $Q$ on the axis $x$.

• A. along $Q$, entering
• B. along $Q$, coming out
• C. along $P$, parallel to $Ox$
• D. along $P$, entering
• E. along $P$, coming out

Answer: E · Soluzioni (PDF)

Q34. Un’automobile di $800\mathrm{kg}$ a $30\mathrm{m}{\mathrm{s}}^{-1}$ frena e si arresta in $50\mathrm{m}$ sotto una forza costante. Intensità della forza frenante?

• A. $9$
• B. $240$
• C. $7200$
• D. $14400$
• E. $28800\mathrm{N}$

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Conservation of Energy Competenze: Mathematical Modeling Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: C · Soluzioni (PDF)

Q34. A car of $800\mathrm{kg}$ at $30\mathrm{m}{\mathrm{s}}^{-1}$ brakes and comes to a stop in $50\mathrm{m}$ under a constant force. Magnitude of the braking force?

• A. $9$
• B. $240$
• C. $7200$
• D. $14400$
• E. $28800\mathrm{N}$

Answer: C · Soluzioni (PDF)

Q35. Un liquido scorre in regime stazionario in un condotto con un restringimento. Quale grafico rappresenta la portata in massa in funzione della posizione lungo il condotto? (portata in massa costante).

Cinque grafici portata–posizione (A–E).

grafici X e Y gas perfetto

grafico raffreddamento cambio di fase

due blocchi metallici conduttori termici

cinque diagrammi p-V ciclo gas perfetto

grafici portata in massa condotto restringimento

Topic: Fluid Mechanics Metodi: Continuity Equation Competenze: Diagrammatic Reasoning Objects: Tube Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: B · Soluzioni (PDF)

Q35. A liquid flows in steady state through a duct with a narrowing. Which graph represents the mass flow rate as a function of position along the duct? (constant mass flow rate).

Five flow rate–position graphs (A–E).

graphs X and Y ideal gas

cooling phase-change graph

two metallic blocks thermal conductors

five p-V diagrams ideal gas cycle

mass flow rate graphs duct narrowing

Answer: B · Soluzioni (PDF)

Q36. Un altoparlante a un’estremità di un tubo rettilineo chiuso all’altra estremità, collegato a un generatore di frequenza variabile; la minima frequenza di risonanza è $300\mathrm{Hz}$. Tra $600,1000,1500,2100,2400\mathrm{Hz}$, quante daranno risonanza?

• A. 1
• B. 2
• C. 3
• D. 4
• E. 5 (tubo chiuso: solo armoniche dispari $900,1500,2100\mathrm{Hz}$).

due impulsi trasversali su corda

persona e specchio piano con palla

specchio sferico concavo candela raggi

tubo chiuso con altoparlante

Topic: Oscillations & Waves Metodi: Wave Equation Competenze: Physical Reasoning Objects: Tube Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: B · Soluzioni (PDF)

Q36. A speaker at one end of a straight tube closed at the other end, connected to a variable frequency generator; the minimum resonance frequency is $300\mathrm{Hz}$. Tra $600,1000,1500,2100,2400\mathrm{Hz}$, quante daranno risonanza?

• A. 1
• B. 2
• C. 3
• D. 4
• E. 5 (closed tube: only odd harmonics $900,1500,2100\mathrm{Hz}$).

two cross-sectional pulses on the rope

person and flat mirror with ball

• spherical mirror with a candle beam *

*closed tube with speaker *

Topic: Oscillations & Waves Metodi: Wave Equation Competenze: Physical Reasoning Objects: Tube Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: B · Soluzioni (PDF)

Q37. Un corpo di $2\mathrm{kg}$ si muove verso Est a $40\mathrm{m}{\mathrm{s}}^{-1}$. Applicando per $6\mathrm{s}$ una forza costante di $10\mathrm{N}$ verso Nord, la velocità finale è

• A. $30$
• B. $45$
• C. $50$
• D. $55$
• E. $70\mathrm{m}{\mathrm{s}}^{-1}$

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Impulse-Momentum Theorem, Vector Decomposition Competenze: Mathematical Modeling Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: C · Soluzioni (PDF)

Q37. A body of $2\mathrm{kg}$ moves East at $40\mathrm{m}{\mathrm{s}}^{-1}$. Applying for $6\mathrm{s}$ a constant force of $10\mathrm{N}$ toward North, the final velocity is

• A. $30$
• B. $45$
• C. $50$
• D. $55$
• E. $70\mathrm{m}{\mathrm{s}}^{-1}$

Answer: C · Soluzioni (PDF)

Q38. Due scatole $m_1=5\mathrm{kg}$, $m_2=7\mathrm{kg}$ in quiete su superficie liscia, collegate da un filo; una cordicella attaccata a $m_2$ è tirata con forza $F$. Se il filo resiste fino a $15\mathrm{N}$, qual è il valore massimo di $F$ per mantenere i blocchi collegati?

• A. $15$
• B. $26$
• C. $30$
• D. $36$
• E. $72\mathrm{N}$

cinque grafici s-t velocità crescente

grafico accelerazione-tempo decrescente

piano inclinato blocco 30 gradi

due scatole collegate da filo su piano

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Free-Body Diagram Competenze: Mathematical Modeling Objects: Block, String Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: D · Soluzioni (PDF)

Q38. Two boxes $m_1=5\mathrm{kg}$, $m_2=7\mathrm{kg}$ at rest on a smooth surface, connected by a thread; a string attached to $m_2$ is pulled with force $F$. If the thread resists up to $15\mathrm{N}$, what is the maximum value of $F$ to keep the blocks connected?

• A. $15$
• B. $26$
• C. $30$
• D. $36$
• E. $72\mathrm{N}$

five s-t graphs increasing speed

acceleration-time graph decreasing

inclined plane block 30 degrees

two boxes connected by a thread on a plane

Answer: D · Soluzioni (PDF)

Q39. Esprimere la dimensione fisica del campo di induzione magnetica $B$ in termini di lunghezza (L), massa (M), tempo (T) e intensità di corrente (I).

• A. $M{T}^{-1}{I}^{-2}$
• B. $M{T}^{-2}{I}^{-1}$
• C. $MT{I}^{-1}$
• D. $M{T}^{-1}I$
• E. $M{T}^{-2}{I}^{-2}$

Topic: Electromagnetism Metodi: Dimensional Analysis Competenze: Mathematical Modeling Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: B · Soluzioni (PDF)

Q39. Express the physical dimension of the magnetic induction field $B$ in terms of length (L), mass (M), time (T) and current intensity (I).

• A. $M{T}^{-1}{I}^{-2}$
• B. $M{T}^{-2}{I}^{-1}$
• C. $MT{I}^{-1}$
• D. $M{T}^{-1}I$
• E. $M{T}^{-2}{I}^{-2}$

Answer: B · Soluzioni (PDF)

Q40. Un corpo carico positivamente è in equilibrio in un campo elettrico verticale uniforme sotto l’azione del peso e del campo. Viene spostato di poco verso il basso, fermato e lasciato libero. Cosa fa dopo il rilascio?

• A. torna nella posizione iniziale e si ferma
• B. compie un moto armonico intorno alla posizione iniziale
• C. cade con accelerazione costante
• D. si muove verso l’alto con accelerazione costante
• E. resta fermo (campo uniforme: forza risultante nulla ovunque).

circuito con pile e resistenze

circuito filo XY ruotante in campo B

elettrone entra in campo magnetico B

cinque circuiti con amperometro condensatore

protone p da T a S presso sferetta carica

piano Oxy con punti P e Q

Topic: Electrostatics Metodi: — Competenze: Physical Reasoning Objects: Point Charge Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: E · Soluzioni (PDF)

Q40. A positively charged body is in equilibrium in a uniform vertical electric field under the action of its weight and of the field. It is displaced slightly downward, stopped and then released. What does it do after release?

• A. it returns to the initial position and stops
• B. it undergoes harmonic motion about the initial position
• C. it falls with constant acceleration
• D. it moves upward with constant acceleration
• E. it remains at rest (uniform field: net force is zero everywhere).

circuit with batteries and resistors

circuit with wire XY rotating in field B

electron enters magnetic field B

five circuits with ammeter capacitor

proton p from T to S near a charged small sphere

Oxy plane with points P and Q

Answer: E · Soluzioni (PDF)