OII 2001 1° Livello Quiz

Q1. Il calore specifico dell’acqua è $4180{\text{J kg}}^{-1}{\text{K}}^{-1}$. Per aumentare da $20°\text{C}$ a $100°\text{C}$ la temperatura di $500\text{g}$ di acqua è necessario fornire un’energia $E$ uguale a… A) 167 J; B) 334 J; C) 16.7 kJ; D) 167 kJ; E) 334 kJ.

Topic: Thermodynamics Metodi: First Law of Thermodynamics Competenze: Mathematical Modeling Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: D · Soluzioni (PDF)

Q1. The specific heat of water is $4180{\text{J kg}}^{-1}{\text{K}}^{-1}$. To raise the temperature of $500\text{g}$ of water from $20°\text{C}$ to $100°\text{C}$, it is necessary to supply an energy $E$ equal to… A) 167 J; B) 334 J; C) 16.7 kJ; D) 167 kJ; E) 334 kJ.

Answer: D · Soluzioni (PDF)

Q2. Un disco ruota attorno a un asse passante per il centro e perpendicolare al piano. Un punto P è a distanza doppia dall’asse rispetto a un punto Q. A un dato istante, il rapporto tra la velocità di P e quella di Q è… A) 4; B) 2; C) 1; D) 1/2; E) 1/4.

Topic: Rotational Dynamics Metodi: — Competenze: Physical Reasoning Objects: Disk Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: B · Soluzioni (PDF)

Q2. A disk rotates about an axis passing through the center and perpendicular to the plane. A point P is at twice the distance from the axis compared to a point Q. At a given instant, the ratio between the speed of P and that of Q is… A) 4; B) 2; C) 1; D) 1/2; E) 1/4.

Answer: B · Soluzioni (PDF)

Q3. Una molla ha lunghezza a riposo di $50\text{mm}$ e costante elastica $400{\text{N m}}^{-1}$. La forza esercitata quando la lunghezza totale è $70\text{mm}$ è… A) 8.0; B) 28; C) 48; D) 160; E) 400 (N).

Topic: Elasticity & Materials Metodi: Hooke’s Law Competenze: Mathematical Modeling Objects: Spring Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: A · Soluzioni (PDF)

Q3. A spring has a rest length of $50\text{mm}$ and a spring constant of $400{\text{N m}}^{-1}$. The force exerted when the total length is $70\text{mm}$ is… A) 8.0; B) 28; C) 48; D) 160; E) 400 (N).

Answer: A · Soluzioni (PDF)

Q4. Due campioni di nuclidi radioattivi, X e Y, hanno la stessa attività $A_0$ al tempo $t=0$. X ha tempo di dimezzamento $24\text{anni}$; Y ha tempo di dimezzamento $16\text{anni}$. I campioni vengono mischiati. Quale sarà l’attività della miscela quando $t=48\text{anni}$? A) $(1/12)A_0$; B) $(1/6)A_0$; C) $(3/16)A_0$; D) $(1/4)A_0$; E) $(3/8)A_0$.

Topic: Nuclear & Particle Physics Metodi: Radioactive Decay Law Competenze: Mathematical Modeling Objects: Nucleus Fonte: Testo (PDF) — p.5 Risposta: E · Soluzioni (PDF)

Q4. Two samples of radioactive nuclides, X and Y, have the same activity $A_0$ at time $t=0$. X has half-life $24\text{anni}$; Y has half-life $16\text{anni}$. The samples are mixed. What will be the activity of the mixture when $t=48\text{anni}$? A) $(1/12)A_0$; B) $(1/6)A_0$; C) $(3/16)A_0$; D) $(1/4)A_0$; E) $(3/8)A_0$.

Answer: E · Soluzioni (PDF)

Q5. L’unità di misura “volt” è equivalente a… A) farad/coulomb; B) ampere/ohm; C) joule/ampere; D) joule/ohm; E) joule/coulomb.

Topic: Electrostatics Metodi: — Competenze: Physical Reasoning Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.6 Risposta: E · Soluzioni (PDF)

Q5. The unit of measurement “volt” is equivalent to… A) farad/coulomb; B) ampere/ohm; C) joule/ampere; D) joule/ohm; E) joule/coulomb.

Answer: E · Soluzioni (PDF)

Q6. Una macchina di Carnot funziona fra le temperature $T_1=800\text{K}$ e $T_2=200\text{K}$. In ogni ciclo assorbe $8\text{kJ}$ di energia termica. L’energia meccanica fornita $E$ è pari a… A) 1; B) 2; C) 3; D) 6; E) 8 (kJ).

Topic: Thermodynamics Metodi: Thermodynamic Cycle Analysis Competenze: Mathematical Modeling Objects: Heat Engine Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: D · Soluzioni (PDF)

Q6. A Carnot engine operates between the temperatures $T_1=800\text{K}$ and $T_2=200\text{K}$. In each cycle it absorbs $8\text{kJ}$ of thermal energy. The mechanical energy supplied $E$ is equal to… A) 1; B) 2; C) 3; D) 6; E) 8 (kJ).

Answer: D · Soluzioni (PDF)

Q7. Una parete di mattoni è lunga $5\text{m}$, alta $3\text{m}$ e spessa $0.3\text{m}$. Il coefficiente di conducibilità termica del mattone vale $0.6{\text{W m}}^{-1}{\text{K}}^{-1}$. Quando la temperatura interna è $20°\text{C}$ ed esterna $0°\text{C}$, quanto vale la potenza termica che attraversa la parete? A) 25; B) 60; C) 125; D) 600; E) 1250 (W).

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

Q7. A brick wall is $5\text{m}$ long, $3\text{m}$ high and $0.3\text{m}$ thick. The thermal conductivity coefficient of the brick is $0.6{\text{W m}}^{-1}{\text{K}}^{-1}$. When the internal temperature is $20°\text{C}$ and the external one is $0°\text{C}$, what is the thermal power that passes through the wall? A) 25; B) 60; C) 125; D) 600; E) 1250 (W).

Answer: D · Soluzioni (PDF)

Q8. Una cassa appesa a un paracadute è lasciata cadere da un elicottero. A un certo istante è sulla verticale del punto X a $h=120\text{m}$. Cade a velocità verticale costante $12{\text{m s}}^{-1}$, mentre un vento costante la sposta lateralmente a $5{\text{m s}}^{-1}$. A che distanza dal punto X cadrà? A) 24; B) 50; C) 60; D) 120; E) 150 (m).

cassa con paracadute lasciata cadere da altezza h

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Kinematic Equations, Vector Decomposition Competenze: Mathematical Modeling Objects: Block Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: B · Soluzioni (PDF)

Q8. A crate hanging from a parachute is dropped from a helicopter. At a certain instant it is on the vertical of point X at $h=120\text{m}$. It falls at a constant vertical speed $12{\text{m s}}^{-1}$, while a constant wind moves it sideways at $5{\text{m s}}^{-1}$. At what distance from point X will it land? A) 24; B) 50; C) 60; D) 120; E) 150 (m).

crate with parachute dropped from height h

Answer: B · Soluzioni (PDF)

Q9. Un blocchetto di metallo è appeso a un dinamometro ed è completamente immerso, alla profondità $h$, in un liquido contenuto in un grosso becher. Allora la lettura del dinamometro… 1) dipende dalla densità del liquido nel becher; 2) è sempre uguale alla spinta verso l’alto del liquido sul blocchetto; 3) aumenta con l’aumentare della profondità $h$. Quale o quali delle precedenti affermazioni sono vere? A) solo la 1; B) solo la 2; C) solo la 3; D) la 1 e la 2; E) la 1 e la 3.

blocchetto immerso in becher con dinamometro a profondità h

Topic: Fluid Mechanics Metodi: Hydrostatic Equilibrium Competenze: Physical Reasoning Objects: Block, Container Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: A · Soluzioni (PDF)

Q9. A metal block is suspended from a dynamometer and is completely immersed, at depth $h$, in a liquid contained in a large beaker. Then the reading of the dynamometer… 1) depends on the density of the liquid in the beaker; 2) is always equal to the upward buoyant force of the liquid on the block; 3) increases as the depth $h$ increases. Which or which of the preceding statements are true? A) only 1; B) only 2; C) only 3; D) 1 and 2; E) 1 and 3.

block immersed in beaker with dynamometer at depth h

Answer: A · Soluzioni (PDF)

Q10. Il grafico mostra la variazione nel tempo della velocità di un carrello, inizialmente lanciato verso l’alto lungo una pista inclinata (asse $v$ in m/s, $t$ in s). Qual è la distanza massima dal punto di lancio raggiunta dal carrello lungo la pista? A) 0.80; B) 1.0; C) 2.0; D) 2.5; E) 4.0 (m).

grafico velocità-tempo del carrello su pista inclinata

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Kinematic Equations Competenze: Diagrammatic Reasoning Objects: Cart, Inclined Plane Fonte: Testo (PDF) — p.5 Risposta: B · Soluzioni (PDF)

Q10. The graph shows the variation over time of the velocity of a cart, initially launched upward along an inclined track (axis $v$ in m/s, $t$ in s). What is the maximum distance from the launch point reached by the cart along the track? A) 0.80; B) 1.0; C) 2.0; D) 2.5; E) 4.0 (m).

velocity-time graph of the cart on an inclined track

Answer: B · Soluzioni (PDF)

Q11. Un tubo, sagomato a U, è chiuso a una estremità e contiene dell’ossigeno; contiene della colonna di mercurio; l’altra estremità è aperta in aria. La densità del mercurio vale $13.6\times 10^3{\text{kg m}}^{-3}$; la pressione atmosferica è $1.0\times 10^5\text{Pa}$. Dislivelli: $0.38\text{m}$ in alto, colonna totale $1.90\text{m}$, $0.38\text{m}$ in basso. Qual è il valore approssimato del rapporto tra la pressione dell’ossigeno e quella dell’atmosfera? A) 1.5:1; B) 2.0:1; C) 2.5:1; D) 3.0:1; E) 3.5:1.

tubo a U con ossigeno, mercurio e aria

Topic: Fluid Mechanics Metodi: Hydrostatic Equilibrium Competenze: Mathematical Modeling Objects: Tube, Manometer, Gas Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: D · Soluzioni (PDF)

Q11. A U-shaped tube is closed at one end and contains oxygen; it contains a column of mercury; the other end is open to the air. The density of mercury is $13.6\times 10^3{\text{kg m}}^{-3}$; the atmospheric pressure is $1.0\times 10^5\text{Pa}$. Height differences: $0.38\text{m}$ at the top, total column $1.90\text{m}$, $0.38\text{m}$ at the bottom. What is the approximate value of the ratio between the pressure of the oxygen and that of the atmosphere? A) 1.5:1; B) 2.0:1; C) 2.5:1; D) 3.0:1; E) 3.5:1.

U-shaped tube with oxygen, mercury and air

Answer: D · Soluzioni (PDF)

Q12. Nel circuito in figura, la d.d.p. fra i punti P e Q vale $12\text{V}$. La lettura su un voltmetro ideale inserito fra i punti R e S è… A) 0; B) 2; C) 4; D) 6; E) 8 (V).

ponte di resistenze 2 Ω, 4 Ω, 4 Ω, 8 Ω fra P, Q, R, S alimentato a 12 V

Topic: Circuits Metodi: Kirchhoff’s Laws, Equivalent Circuit Reduction Competenze: Mathematical Modeling Objects: Resistor Fonte: Testo (PDF) — p.6 Risposta: A · Soluzioni (PDF)

Q12. In the circuit shown in the figure, the potential difference between points P and Q is $12\text{V}$. The reading on an ideal voltmeter connected between points R and S is… A) 0; B) 2; C) 4; D) 6; E) 8 (V).

bridge of resistors 2 Ω, 4 Ω, 4 Ω, 8 Ω between P, Q, R, S powered at 12 V

Answer: A · Soluzioni (PDF)

Q13. Una palla viene lanciata verticalmente verso l’alto con velocità iniziale di $15{\text{m s}}^{-1}$. Ammettendo che l’accelerazione di gravità valga $10{\text{m s}}^{-2}$ e che si possa trascurare l’aria, qual è il tempo complessivo impiegato dalla palla per arrivare alla massima altezza e ritornare al punto di partenza? A) 1; B) 1.5; C) 2; D) 3; E) 6 (s).

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

Q13. A ball is thrown vertically upward with an initial speed of $15{\text{m s}}^{-1}$. Assuming that the acceleration of gravity is $10{\text{m s}}^{-2}$ and that air can be neglected, what is the total time taken by the ball to reach its maximum height and return to the starting point? A) 1; B) 1.5; C) 2; D) 3; E) 6 (s).

Answer: D · Soluzioni (PDF)

Q14. Un LED (Light Emitting Diode), ovvero un diodo che emette luce, produce radiazione luminosa di lunghezza d’onda $\lambda$. L’energia di un fotone emesso da questo diodo è data da… A) $h\lambda$; B) $h/\lambda$; C) $h\lambda /c$; D) $hc/\lambda$; E) $hc\lambda$.

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

Q14. An LED (Light Emitting Diode), that is a diode that emits light, produces luminous radiation of wavelength $\lambda$. The energy of a photon emitted by this diode is given by… A) $h\lambda$; B) $h/\lambda$; C) $h\lambda /c$; D) $hc/\lambda$; E) $hc\lambda$.

Answer: D · Soluzioni (PDF)

Q15. In una camera oscura, una distanza di $0.50\text{m}$ da una sorgente puntiforme di luce produce una potenza luminosa per unità di superficie pari a $160\text{unitaˋ}$. Alla distanza di $2.0\text{m}$ dalla sorgente, la stessa grandezza vale… A) 160; B) 80; C) 40; D) 10; E) 5 (unità).

Topic: Geometric Optics Metodi: — Competenze: Physical Reasoning Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.5 Risposta: D · Soluzioni (PDF)

Q15. In a dark room, a distance of $0.50\text{m}$ from a point source of light produces a luminous power per unit area equal to $160\text{unitaˋ}$. At a distance of $2.0\text{m}$ from the source, the same quantity is worth… A) 160; B) 80; C) 40; D) 10; E) 5 (units).

Answer: D · Soluzioni (PDF)

Q16. Gli elettroni in un tubo a raggi catodici sono accelerati dal catodo all’anodo da una differenza di potenziale di $2000\text{V}$. Utilizzando invece una d.d.p. di $8000\text{V}$, gli elettroni giungono sull’anodo con… A) energia cinetica doppia e velocità quadrupla; B) energia cinetica quadrupla e velocità doppia; C) energia cinetica quadrupla e velocità quadrupla; D) energia cinetica quadrupla e velocità sedici volte maggiore; E) energia cinetica sedici volte maggiore e velocità quadrupla.

Topic: Electrostatics Metodi: Electric Potential Method Competenze: Physical Reasoning Objects: Electron Fonte: Testo (PDF) — p.5 Risposta: B · Soluzioni (PDF)

Q16. The electrons in a cathode ray tube are accelerated from the cathode to the anode by a potential difference of $2000\text{V}$. If a p.d. of $8000\text{V}$ is used instead, the electrons reach the anode with… A) twice the kinetic energy and four times the speed; B) four times the kinetic energy and twice the speed; C) four times the kinetic energy and four times the speed; D) four times the kinetic energy and sixteen times the speed; E) sixteen times the kinetic energy and four times the speed.

Answer: B · Soluzioni (PDF)

Q17. Un dado di ottone è bloccato su un bullone di duralluminio. I coefficienti di dilatazione termica lineare ${\lambda }_o$ (ottone) e ${\lambda }_d$ (duralluminio) valgono rispettivamente ${\lambda }_o=1.90\times 10^{-5}{\text{K}}^{-1}$ e ${\lambda }_d=2.30\times 10^{-5}{\text{K}}^{-1}$. Cosa si deve fare per sbloccarli più facilmente? A) Ingrassare; B) Riscaldare; C) Raffreddare; D) Prendere a martellate; E) Non c’è nulla da fare.

Topic: Elasticity & Materials Metodi: — Competenze: Physical Reasoning Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: C · Soluzioni (PDF)

Q17. A brass nut is stuck on a duralumin bolt. The coefficients of linear thermal expansion ${\lambda }_o$ (brass) and ${\lambda }_d$ (duralumin) are respectively ${\lambda }_o=1.90\times 10^{-5}{\text{K}}^{-1}$ and ${\lambda }_d=2.30\times 10^{-5}{\text{K}}^{-1}$. What should be done to loosen them more easily? A) Grease them; B) Heat them; C) Cool them; D) Hit them with a hammer; E) There is nothing to be done.

Answer: C · Soluzioni (PDF)

Q18. Una sorgente di microonde di lunghezza d’onda $\lambda$ è posta di fronte a due fenditure, indicate con R e S in figura. Un rivelatore di microonde registra un massimo di intensità quando si trova nel punto P, per il quale $RP=SP$. La differenza di cammino $(SQ-RQ)$ sarà allora… A) 0; B) $\lambda /2$; C) $\lambda$; D) $k\lambda /2$ con $k$ dispari; E) $k\lambda$ con $k$ intero.

sorgente di microonde, doppia fenditura R-S, punti P e Q

Topic: Wave Optics Metodi: Interference & Diffraction Analysis Competenze: Physical Reasoning Objects: Slit Fonte: Testo (PDF) — p.5 Risposta: C · Soluzioni (PDF)

Q18. A microwave source of wavelength $\lambda$ is placed in front of two cracks, indicated by R and S in Figure. A microwave detector shall record a maximum intensity when located at point P, for which $RP=SP$. La differenza di cammino $(SQ-RQ)$ sarà allora… The following conditions shall apply: (a) 0; (b) $\lambda /2$; (c) $\lambda$; (d) $k\lambda /2$ with $k$ odd; (e) $k\lambda$ with $k$ whole.

• microwave source, double R-S cleft, points P and Q*

Topic: Wave Optics Metodi: Interference & Diffraction Analysis Competenze: Physical Reasoning Objects: Slit Fonte: Testo (PDF) — p.5 Risposta: C · Soluzioni (PDF)

Q19. Un ascensore, massa $1100\text{kg}$, sta scendendo con accelerazione costante verso il basso di $2{\text{m s}}^{-2}$ ($g\approx 10{\text{m s}}^{-2}$). Qual è la forza applicata all’ascensore dal cavo? A) 1100; B) 2200; C) 8800; D) 11000; E) 13200 (N).

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

Q19. An elevator, mass $1100\text{kg}$, is descending with a constant downward acceleration of $2{\text{m s}}^{-2}$ ($g\approx 10{\text{m s}}^{-2}$). What is the force applied to the elevator by the cable? A) 1100; B) 2200; C) 8800; D) 11000; E) 13200 (N).

Answer: B · Soluzioni (PDF)

Q20. Quale delle seguenti espressioni potrebbe esprimere correttamente — a meno di costanti numeriche — la velocità delle onde nell’oceano, ove $s$ è l’indice di gravità, $h$ la profondità, $\rho$ la densità dell’acqua, $\lambda$ la lunghezza d’onda? A) $\sqrt{g\lambda }$; B) $\sqrt{g/h}$; C) $\sqrt{gh/h}$; D) $\sqrt{\rho gh}$; E) $\sqrt{g/\rho }$.

Topic: Oscillations & Waves Metodi: Dimensional Analysis Competenze: Physical Reasoning Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: A · Soluzioni (PDF)

Q20. Which of the following expressions could correctly express — up to numerical constants — the speed of waves in the ocean, where $s$ is the gravity index, $h$ the depth, $\rho$ the density of water, $\lambda$ the wavelength? A) $\sqrt{g\lambda }$; B) $\sqrt{g/h}$; C) $\sqrt{gh/h}$; D) $\sqrt{\rho gh}$; E) $\sqrt{g/\rho }$.

Answer: A · Soluzioni (PDF)

Q21. Quale delle seguenti figure mostra correttamente il percorso di un raggio di luce dall’aria entra in un prisma di vetro il cui indice di rifrazione vale $1.5$ e i cui angoli sono di $45°$, $90°$ e $45°$?

cinque schemi A–E del raggio di luce nel prisma

Topic: Geometric Optics Metodi: Snell’s Law, Ray Tracing Competenze: Diagrammatic Reasoning Objects: Prism Fonte: Testo (PDF) — p.5 Risposta: A · Soluzioni (PDF)

Q21. Which of the following figures correctly shows the path of a light ray from air entering a glass prism whose refractive index is $1.5$ and whose angles are $45°$, $90°$ and $45°$?

five diagrams A–E of the light ray in the prism

Answer: A · Soluzioni (PDF)

Q22. Le molecole di un gas alla temperatura ordinaria ($20°\text{C}$) hanno un’energia cinetica media uguale a $E$. Alla temperatura di $400°\text{C}$ il valore più prossimo all’energia cinetica media è… A) $E^{\prime }=2E$; B) $E^{\prime }=5E$; C) $E^{\prime }=10E$; D) $E^{\prime }=20E$; E) i dati non sono sufficienti.

Topic: Kinetic Theory Metodi: Kinetic Theory of Gases Competenze: Mathematical Modeling Objects: Gas Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: A · Soluzioni (PDF)

Q22. The molecules of a gas at ordinary temperature ($20°\text{C}$) have an average kinetic energy equal to $E$. At a temperature of $400°\text{C}$ the value closest to the average kinetic energy is… A) $E^{\prime }=2E$; B) $E^{\prime }=5E$; C) $E^{\prime }=10E$; D) $E^{\prime }=20E$; E) the data are not sufficient.

Answer: A · Soluzioni (PDF)

Q23. Una sferetta di peso $P$ è appesa a una cordicella sottile. In presenza di un forte vento orizzontale (forza costante $F$), la cordicella si sposta di un angolo $\theta$ dalla verticale. Qual è l’equazione corretta che lega $\theta$, $F$ e $P$? A) $\cos \theta =F/P$; B) $\sin \theta =P/F$; C) $\cos \theta =P/F$; D) $\sin \theta =F/P$; E) $\tan \theta =F/P$.

sferetta su cordicella deviata di un angolo θ dalla forza F

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Free-Body Diagram, Vector Decomposition Competenze: Mathematical Modeling Objects: Pendulum Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: E · Soluzioni (PDF)

Q23. A small sphere of weight $P$ is suspended from a thin string. In the presence of a strong horizontal wind (constant force $F$), the string is displaced by an angle $\theta$ from the vertical. What is the correct equation relating $\theta$, $F$ and $P$? A) $\cos \theta =F/P$; B) $\sin \theta =P/F$; C) $\cos \theta =P/F$; D) $\sin \theta =F/P$; E) $\tan \theta =F/P$.

small sphere on a string deflected by an angle θ by the force F

Answer: E · Soluzioni (PDF)

Q24. Il diagramma a fianco mostra un raggio di luce che passa da un mezzo trasparente all’aria. Angoli: incidenza $52°$ nel mezzo, $38°$ misurato all’interfaccia, rifratto $70°$ con $20°$ dalla normale. Qual è l’indice di rifrazione del mezzo trasparente? A) 1.2; B) 1.3; C) 1.8; D) 1.9; E) 2.3.

rifrazione del raggio dal mezzo trasparente all’aria

Topic: Geometric Optics Metodi: Snell’s Law Competenze: Mathematical Modeling Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.5 Risposta: C · Soluzioni (PDF)

Q24. The diagram alongside shows a light ray passing from a transparent medium into air. Angles: incidence $52°$ in the medium, $38°$ measured at the interface, refracted $70°$ with $20°$ from the normal. What is the refractive index of the transparent medium? A) 1.2; B) 1.3; C) 1.8; D) 1.9; E) 2.3.

refraction of the ray from the transparent medium into air

Answer: C · Soluzioni (PDF)

Q25. Un’asta metrica lunga un metro e di peso $2.0\text{N}$ può ruotare attorno a un asse orizzontale, in corrispondenza del suo tacca di $60\text{cm}$. Un peso di $4.0\text{N}$ è appeso all’estremità dell’asta. Quando l’asta è orizzontale, quanto vale il momento delle forze applicate rispetto al fulcro? A) zero; B) 1.2; C) 1.4; D) 1.6; E) 1.8 (N m).

asta metrica su fulcro con peso di 4 N all’estremità

Topic: Rigid Body Statics Metodi: Torque & Angular Momentum Analysis Competenze: Mathematical Modeling Objects: Rod, Lever Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: C · Soluzioni (PDF)

Q25. A one-metre-long metre stick of weight $2.0\text{N}$ can rotate about a horizontal axis at its $60\text{cm}$ mark. A weight of $4.0\text{N}$ is hung from the end of the stick. When the stick is horizontal, what is the moment of the applied forces about the fulcrum? A) zero; B) 1.2; C) 1.4; D) 1.6; E) 1.8 (N m).

metre stick on fulcrum with 4 N weight at the end

Answer: C · Soluzioni (PDF)

Q26. Una particella investita da un’onda progressiva si muove di moto armonico semplice, in fase con l’onda; il grafico mostra come varia la posizione della particella in funzione del tempo (asse $x$ in $\mu \text{m}$, asse $t$ in $\mu \text{s}$, due periodi tra $0$ e $40\mu \text{s}$). L’onda avanza alla velocità di $5.0{\text{km s}}^{-1}$. La sua lunghezza d’onda è… A) 0.010; B) 0.020; C) 0.050; D) 0.10; E) 0.20 (m).

grafico posizione-tempo del moto armonico della particella

Topic: Oscillations & Waves Metodi: Wave Equation Competenze: Diagrammatic Reasoning Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.5 Risposta: D · Soluzioni (PDF)

Q26. A particle struck by a traveling wave moves with simple harmonic motion, in phase with the wave; the graph shows how the position of the particle varies as a function of time (axis $x$ in $\mu \text{m}$, axis $t$ in $\mu \text{s}$, two periods between $0$ and $40\mu \text{s}$). The wave advances at a speed of $5.0{\text{km s}}^{-1}$. Its wavelength is… A) 0.010; B) 0.020; C) 0.050; D) 0.10; E) 0.20 (m).

position-time graph of the harmonic motion of the particle

Answer: D · Soluzioni (PDF)

Q27. La figura mostra un circuito con due resistori connessi in parallelo a una batteria ideale da $12\text{V}$ (entrambi $6\Omega$). La potenza totale sviluppata dal circuito è… A) 12; B) 24; C) 48; D) 300; E) 1200 (W).

due resistori da 6 Ω in parallelo su batteria da 12 V

Topic: Circuits Metodi: Equivalent Circuit Reduction, Kirchhoff’s Laws Competenze: Mathematical Modeling Objects: Resistor, Battery Fonte: Testo (PDF) — p.6 Risposta: C · Soluzioni (PDF)

Q27. The figure shows a circuit with two resistors connected in parallel to an ideal $12\text{V}$ battery (both $6\Omega$). The total power developed by the circuit is… A) 12; B) 24; C) 48; D) 300; E) 1200 (W).

two 6 Ω resistors in parallel on a 12 V battery

Answer: C · Soluzioni (PDF)

Q28. Una slitta viene trascinata a velocità costante sulla neve, vincendo una forza di attrito orizzontale $\vec{F}$. La fune di tira la slitta forma un angolo $\theta$ con l’orizzontale. Quando la slitta si muove orizzontalmente a velocità costante, l’intensità della forza $\vec{P}$ impressa dalla fune è… A) $F$; B) $F\cos \theta$; C) $F\sin \theta$; D) $F/\cos \theta$; E) $F/\sin \theta$.

slitta trascinata da una fune inclinata di un angolo θ

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

Q28. A sled is dragged at constant speed over the snow, overcoming a horizontal friction force $\vec{F}$. The rope pulling the sled forms an angle $\theta$ with the horizontal. When the sled moves horizontally at constant speed, the magnitude of the force $\vec{P}$ exerted by the rope is… A) $F$; B) $F\cos \theta$; C) $F\sin \theta$; D) $F/\cos \theta$; E) $F/\sin \theta$.

• sled dragged by a rope inclined at an angle θ *

Answer: D · Soluzioni (PDF)

Q29. Due cariche puntiformi di valore $-2Q$ e $+Q$ sono mostrate in figura. In quale dei punti indicati (A, B, C, D, E allineati) il campo elettrostatico prodotto dalle due cariche può essere nullo?

cariche puntiformi -2Q e +Q con cinque punti A–E lungo l’asse

Topic: Electrostatics Metodi: Superposition Principle, Coulomb’s Law Competenze: Diagrammatic Reasoning Objects: Point Charge Fonte: Testo (PDF) — p.6 Risposta: E · Soluzioni (PDF)

Q29. Two point charges of value $-2Q$ and $+Q$ are shown in the figure. At which of the indicated points (A, B, C, D, E aligned) can the electrostatic field produced by the two charges be zero?

point charges -2Q and +Q with five points A–E along the axis

Answer: E · Soluzioni (PDF)

Q30. Quale delle seguenti terne di grandezze fisiche contiene due grandezze vettoriali e una sola grandezza scalare? A) Tempo, lavoro e forza; B) Accelerazione, massa e quantità di moto; C) Velocità, forza e quantità di moto; D) Accelerazione, velocità e momento della quantità di moto; E) Densità, energia cinetica e quantità di moto.

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: — Competenze: Physical Reasoning Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.5 Risposta: B · Soluzioni (PDF)

Q30. Which of the following triples of physical quantities contains two vector quantities and only one scalar quantity? A) Time, work and force; B) Acceleration, mass and momentum; C) Velocity, force and momentum; D) Acceleration, velocity and angular momentum; E) Density, kinetic energy and momentum.

Answer: B · Soluzioni (PDF)

Q31. Un ascensore in un hotel effettua un viaggio dal piano terreno all’ultimo piano e quindi ritorna indietro. Quale dei seguenti rappresenta il grafico accelerazione-tempo per il viaggio?

grafico v-t dell’ascensore e cinque grafici a-t A–E

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

Q31. An elevator in a hotel makes a trip from the ground floor to the top floor and then returns back. Which of the following represents the acceleration-time graph for the trip?

v-t graph of the elevator and five a-t graphs A–E

Answer: C · Soluzioni (PDF)

Q32. Un treno decelera uniformemente da $12.0{\text{m s}}^{-1}$ a $5.0{\text{m s}}^{-1}$ percorrendo una distanza di $119\text{m}$ su binario rettilineo. L’accelerazione del treno è… A) $-0.5$; B) $-0.7$; C) $-1.2$; D) $-7.0$; E) $-14.0$ (${\text{m s}}^{-2}$).

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

Q32. A train decelerates uniformly from $12.0{\text{m s}}^{-1}$ to $5.0{\text{m s}}^{-1}$ while covering a distance of $119\text{m}$ on a straight track. The acceleration of the train is… A) $-0.5$; B) $-0.7$; C) $-1.2$; D) $-7.0$; E) $-14.0$ (${\text{m s}}^{-2}$).

Answer: A · Soluzioni (PDF)

Q33. Un aereo sta volando a una quota alla quale la pressione dell’atmosfera vale $0.4\times 10^5\text{Pa}$. La cabina è “pressurizzata”, cioè mantenuta a una pressione maggiore, pari a $1.0\times 10^5\text{Pa}$. Quale forza agisce sul portello della cabina se questo ha una superficie di $2.0{\text{m}}^2$? A) $0.3\times 10^5$; B) $0.7\times 10^5$; C) $1.2\times 10^5$; D) $2.0\times 10^5$; E) $2.8\times 10^5$ (N).

Topic: Fluid Mechanics Metodi: Hydrostatic Equilibrium Competenze: Mathematical Modeling Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.6 Risposta: C · Soluzioni (PDF)

Q33. An airplane is flying at an altitude at which the atmospheric pressure is $0.4\times 10^5\text{Pa}$. The cabin is “pressurized”, that is, kept at a higher pressure, equal to $1.0\times 10^5\text{Pa}$. What force acts on the cabin door if it has an area of $2.0{\text{m}}^2$? A) $0.3\times 10^5$; B) $0.7\times 10^5$; C) $1.2\times 10^5$; D) $2.0\times 10^5$; E) $2.8\times 10^5$ (N).

Answer: C · Soluzioni (PDF)

Q34. Sulla maggior parte delle automobili viene adesso montato il dispositivo noto come “airbag” che si gonfia automaticamente e istantaneamente in caso di urto contro un ostacolo. Lo scopo dell’airbag è quello di proteggere il guidatore… A) aumentando la variazione della quantità di moto per unità di tempo; B) riducendo la variazione della quantità di moto per unità di tempo; C) riducendo la sua velocità finale; D) riducendo la variazione totale della sua quantità di moto; E) aumentando la variazione totale della sua quantità di moto.

conducente protetto dall’airbag gonfiato

Topic: Conservation of Momentum Metodi: Impulse-Momentum Theorem Competenze: Physical Reasoning Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.5 Risposta: B · Soluzioni (PDF)

Q34. Most cars are now fitted with the device known as an “airbag”, which inflates automatically and instantly in the event of a collision with an obstacle. The purpose of the airbag is to protect the driver… A) by increasing the change in momentum per unit time; B) by reducing the change in momentum per unit time; C) by reducing their final speed; D) by reducing the total change in their momentum; E) by increasing the total change in their momentum.

driver protected by the inflated airbag

Answer: B · Soluzioni (PDF)

Q35. Due sfere uguali, ciascuna di massa $m$, si muovono con velocità di modulo $v$ l’una verso l’altra; se l’urto tra le sfere è centrale ed elastico, allora… 1) la somma delle quantità di moto prima dell’urto è $2mv$; 2) la somma delle quantità di moto dopo l’urto è nulla; 3) la somma delle energie cinetiche dopo l’urto è zero. Quale o quali affermazioni sono corrette? A) solo 1; B) solo 2; C) solo 3; D) 2 e 3; E) 1 e 3.

due sfere uguali in urto centrale elastico

Topic: Conservation of Momentum Metodi: Conservation of Momentum, Conservation of Energy Competenze: Physical Reasoning Objects: Sphere Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: B · Soluzioni (PDF)

Q35. Two identical spheres, each of mass $m$, move with speed of magnitude $v$ toward each other; if the collision between the spheres is head-on and elastic, then… 1) the sum of the momenta before the collision is $2mv$; 2) the sum of the momenta after the collision is zero; 3) the sum of the kinetic energies after the collision is zero. Which statement or statements are correct? A) only 1; B) only 2; C) only 3; D) 2 and 3; E) 1 and 3.

two identical spheres in elastic head-on collision

Answer: B · Soluzioni (PDF)

Q36. Un condensatore da $8\mu \text{F}$ richiede… A) $8\text{C}$ per caricarlo ad $8\mu \text{V}$; B) $1\mu \text{C}$ per caricarlo ad $8\text{V}$; C) $8\mu \text{C}$ per caricarlo ad $8\text{V}$; D) $8\mu \text{C}$ per caricarlo ad $1\text{V}$; E) $1\text{C}$ per caricarlo ad $8\mu \text{F}$.

Topic: Electrostatics Metodi: — Competenze: Physical Reasoning Objects: Capacitor Fonte: Testo (PDF) — p.6 Risposta: D · Soluzioni (PDF)

Q36. Un condensatore da $8\mu \text{F}$ richiede… The following conditions shall apply: (a) $8\text{C}$ to load it to $8\mu \text{V}$; (b) $1\mu \text{C}$ to load it to $8\text{V}$; (c) $8\mu \text{C}$ to load it to $8\text{V}$; (d) $8\mu \text{C}$ to load it to $1\text{V}$; (e) $1\text{C}$ to load it to $8\mu \text{F}$.

Topic: Electrostatics Metodi: — Competenze: Physical Reasoning Objects: Capacitor Fonte: Testo (PDF) — p.6 Risposta: D · Soluzioni (PDF)

Q37. Nel circuito mostrato, un condensatore di capacità $3\mu \text{F}$ è caricato da una batteria di f.e.m. pari a $6\text{V}$ quando il commutatore è collegato al punto $A$. Il commutatore viene collegato al punto $B$. Questa azione fa sì che il condensatore da $3\mu \text{F}$ carichi quello da $6\mu \text{F}$. Qual è la nuova differenza di potenziale tra le armature dei condensatori? A) 1; B) 2; C) 3; D) 4; E) 6 (V).

condensatori 3 μF e 6 μF, batteria 6 V, commutatore A/B

Topic: Circuits Metodi: Conservation of Energy Competenze: Mathematical Modeling Objects: Capacitor, Battery, Switch Fonte: Testo (PDF) — p.6 Risposta: B · Soluzioni (PDF)

Q37. In the circuit shown, a capacitor of capacitance $3\mu \text{F}$ is charged by a battery with an electromotive force equal to $6\text{V}$ when the switch is connected to point $A$. The switch is connected to point $B$. This action causes the capacitor $3\mu \text{F}$ to charge the one $6\mu \text{F}$. What is the new potential difference between the plates of the capacitors? A) 1; B) 2; C) 3; D) 4; E) 6 (V).

capacitors 3 μF and 6 μF, battery 6 V, switch A/B

Answer: B · Soluzioni (PDF)

Q38. Il funzionamento di una macchina a vapore è grosso modo il seguente: a) l’acqua sotto pressione viene riscaldata fino al punto di ebollizione; b) l’acqua vaporizza e il vapore si espande a pressione costante alla temperatura del punto di ebollizione; c) il vapore è iniettato nel cilindro e spinge il pistone provocando l’espansione adiabatica; d) il vapore si condensa a pressione costante; e) l’acqua liquida è pompata nella caldaia e il ciclo ricomincia. Quale dei diagrammi (piano $p$–$V$) riproduce meglio il funzionamento descritto?

cinque diagrammi p-V A–E della macchina a vapore

Topic: Thermodynamics Metodi: Thermodynamic Cycle Analysis Competenze: Diagrammatic Reasoning Objects: Heat Engine, Cylinder, Piston Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: D · Soluzioni (PDF)

The operation of a steam engine is broadly as follows: (a) water under pressure is heated to boiling point; (b) water vaporizes and steam expands at constant pressure at boiling point temperature; (c) steam is injected into the cylinder and pushes the piston causing adiabatic expansion; (d) steam condenses at constant pressure; (e) liquid water is pumped into the boiler and the cycle begins again. Which diagram (plan $p$–$V$) best reproduces the described functioning?

five p-V AE diagrams of the steam engine

Topic: Thermodynamics Metodi: Thermodynamic Cycle Analysis Competenze: Diagrammatic Reasoning Objects: Heat Engine, Cylinder, Piston Fonte: Testo (PDF) — p.3 Answer: D · Soluzioni (PDF)

Q39. Il diagramma a fianco mostra il grafico velocità-tempo per un treno che sta percorrendo un tratto rettilineo di una rotaia. Quale dei seguenti rappresenta il grafico posizione-tempo per il moto in questione?

grafico v-t del treno e cinque grafici x-t A–E

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

Q39. The diagram beside shows the velocity-time graph for a train traveling along a straight section of track. Which of the following represents the position-time graph for the motion in question?

v-t graph of the train and five x-t graphs A–E

Answer: C · Soluzioni (PDF)

Q40. La figura mostra, allo stesso istante, i profili di due onde, $P$ e $Q$, di uguale frequenza e ampiezza rispettivamente $Y$ e $2Y^{\prime }$. Le onde si sovrappongono e producono un’onda risultante. Qual è l’ampiezza dell’onda risultante e la differenza di fase (in radianti) tra l’onda risultante e l’onda $P$? (opzioni A–E con ampiezza e fase: A $Y^{\prime }$, 0; B $Y^{\prime }$, $\pi$; C $2Y^{\prime }$, 0; D $3Y^{\prime }$, $\pi$; E $3Y^{\prime }$, 0).

profili delle due onde P e Q sfasate

Topic: Oscillations & Waves Metodi: Superposition Principle Competenze: Diagrammatic Reasoning Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.5 Risposta: B · Soluzioni (PDF)

Q40. The figure shows at the same time the profiles of two waves, $P$ and $Q$, of equal frequency and amplitude $Y$ and $2Y^{\prime }$ respectively. The waves overlap and produce a resulting wave. What is the amplitude of the resulting wave and the phase difference (in radiants) between the resulting wave and the $P$ wave? (opzioni A–E con ampiezza e fase: A $Y^{\prime }$, 0; B $Y^{\prime }$, $\pi$; C $2Y^{\prime }$, 0; D $3Y^{\prime }$, $\pi$; E $3Y^{\prime }$, 0).

profiles of the two phased P and Q waves

Topic: Oscillations & Waves Metodi: Superposition Principle Competenze: Diagrammatic Reasoning Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.5 Risposta: B · Soluzioni (PDF)