OII 2003 1° Livello Quiz

Q1. La densità di un oggetto solido, che sta galleggiando, è minore di quella dell’acqua. L’oggetto… 1) non risente di alcuna forza risultante verso l’alto; 2) sposta un volume d’acqua più piccolo del suo volume; 3) sposta un volume d’acqua più grande del suo volume. Quali affermazioni sono corrette? A) Solo 1 e 2; B) Solo 1 e 3; C) Solo 1; D) Solo 2; E) Solo 3.

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

Q1. The density of a solid object, which is floating, is less than that of water. The object… 1) does not experience any net upward force; 2) displaces a volume of water smaller than its volume; 3) displaces a volume of water larger than its volume. Which statements are correct? A) Only 1 and 2; B) Only 1 and 3; C) Only 1; D) Only 2; E) Only 3.

Answer: A · Soluzioni (PDF)

Q2. In un sistema di riferimento inerziale un oggetto si muove con velocità di modulo costante $v$ descrivendo una traiettoria circolare di raggio $r$. La sua accelerazione è… A) $v^2/r$, verso il centro; B) $v^2/r$, verso l’esterno; C) zero; D) $r{v}^2$, verso il centro; E) $r{v}^2$, verso l’esterno.

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

Q2. In an inertial reference system an object moves at a constant modulus velocity $v$ describing a circular path of radius $r$. Its acceleration is… A) $v^2/r$, verso il centro; B) $v^2/r$, verso l’esterno; C) zero; D) $r{v}^2$, verso il centro; E) $r{v}^2$, verso l’esterno.

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

Q3. Un satellite si muove intorno alla Terra descrivendo un’orbita ellittica al di fuori dell’atmosfera. Nel punto in cui si trova più vicino alla Terra… A) l’energia cinetica è massima e la potenziale è minima; B) la potenziale è massima e la cinetica è minima; C) cinetica e potenziale sono entrambe massime; D) cinetica e potenziale sono entrambe minime; E) l’energia totale o è massima o è minima.

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

Q3. A satellite moves around the Earth describing an elliptical orbit outside the atmosphere. At the point where it is closest to the Earth… A) the kinetic energy is maximum and the potential energy is minimum; B) the potential energy is maximum and the kinetic energy is minimum; C) kinetic and potential are both maximum; D) kinetic and potential are both minimum; E) the total energy is either maximum or minimum.

Answer: A · Soluzioni (PDF)

Q4. Dell’acqua, che scorre adagio in un largo condotto, attraversa una stretta apertura ed entra in un altro condotto largo dove continua a scorrere. Quale grafico rappresenta meglio la massa d’acqua che attraversa in un secondo le diverse sezioni del condotto lungo il percorso? [Cinque grafici della portata di massa vs posizione lungo il condotto.]

Topic: Fluid Mechanics Metodi: Continuity Equation Competenze: Diagrammatic Reasoning Objects: Tube Fonte: Testo (PDF) — p.5 Risposta: B · Soluzioni (PDF)

Q4. Water, which flows slowly in a wide pipe, passes through a narrow opening and enters another wide pipe where it continues to flow. Which graph best represents the mass of water that passes in one second through the different cross-sections of the pipe along the path? [Five graphs of mass flow rate vs position along the pipe.]

Answer: B · Soluzioni (PDF)

Q5. Un corpo si sta raffreddando in un ambiente ventilato alla temperatura costante $T_a$. Quali dei grafici rispettano la relazione tra la sua temperatura $T$ e il tempo $t$? [Grafico 1: differenza $T-T_a$ vs $t$, decrescente verso zero; grafico 2: $T$ vs $t$ verso $T_a$; grafico 3: rapidità di variazione vs temperatura.] A) Tutti e tre; B) Solo 1 e 2; C) Solo 2 e 3; D) Solo 1; E) Solo 3.

Topic: Thermodynamics Metodi: Experimental Data Analysis Competenze: Diagrammatic Reasoning Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.5 Risposta: B · Soluzioni (PDF)

Q5. A body is cooling in a constant temperature ventilated environment $T_a$. Which of the graphs respects the relationship between its temperature $T$ and its time $t$? [Grafico 1: differenza $T-T_a$ vs $t$, decrescente verso zero; grafico 2: $T$ vs $t$ verso $T_a$; grafico 3: rapidità di variazione vs temperatura.] A) Tutti e tre; B) Solo 1 e 2; C) Solo 2 e 3; D) Solo 1; E) Solo 3.

Topic: Thermodynamics Metodi: Experimental Data Analysis Competenze: Diagrammatic Reasoning Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.5 Risposta: B · Soluzioni (PDF)

Q6. Sei carrelli identici sono attaccati uno all’altro e in quiete su una rotaia orizzontale. Un settimo carrello identico, che viaggia ad $1{\text{m s}}^{-1}$, urta i carrelli fermi rimanendovi attaccato. Trascurando l’attrito, la velocità con cui i sette carrelli iniziano a muoversi è, in ${\text{m s}}^{-1}$… A) $1$; B) $1/\sqrt{7}$; C) $1/6$; D) $1/7$; E) $6/7$.

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

Q6. Six identical carts are attached to each other and at rest on a horizontal track. A seventh identical cart, traveling at $1{\text{m s}}^{-1}$, collides with the stationary carts and remains attached to them. Neglecting friction, the speed with which the seven carts begin to move is, in ${\text{m s}}^{-1}$… A) $1$; B) $1/\sqrt{7}$; C) $1/6$; D) $1/7$; E) $6/7$.

Answer: D · Soluzioni (PDF)

Q7. La massa di un uomo di corporatura media è $70\text{kg}$. Quali grandezze sono stimate correttamente? 1) Camminando speditamente, energia cinetica $70\text{J}$; 2) correndo velocemente, quantità di moto $70\text{N s}$; 3) fermo in piedi, pressione sul suolo $70\text{Pa}$. A) Tutte e tre; B) Solo 1 e 2; C) Solo 2 e 3; D) Solo 1; E) Solo 3.

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

Q7. The mass of a man of average build is $70\text{kg}$. Which quantities are estimated correctly? 1) Walking briskly, kinetic energy $70\text{J}$; 2) running fast, momentum $70\text{N s}$; 3) standing still, pressure on the ground $70\text{Pa}$. A) All three; B) Only 1 and 2; C) Only 2 and 3; D) Only 1; E) Only 3.

Answer: D · Soluzioni (PDF)

Q8. Un fluido scorre in un tubo a sezione uniforme. Si può aumentare la portata… 1) aumentando la differenza di pressione tra le estremità; 2) aumentando la sezione; 3) aumentando la lunghezza. Quali sono corrette? A) Tutte e tre; B) Solo 1 e 2; C) Solo 2 e 3; D) Solo 1; E) Solo 3.

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

Q8. A fluid flows in a pipe of uniform cross-section. The flow rate can be increased by… 1) increasing the pressure difference between the ends; 2) increasing the cross-section; 3) increasing the length. Which are correct? A) All three; B) Only 1 and 2; C) Only 2 and 3; D) Only 1; E) Only 3.

Answer: B · Soluzioni (PDF)

Q9. Una data massa di gas perfetto esegue il ciclo in figura, dove $KL$ è un’isoterma e $MK$ è un’adiabatica. 1) Il gas compie lavoro nella trasformazione $LM$; 2) la temperatura di $K$ è maggiore di quella di $L$; 3) la temperatura di $K$ è maggiore di quella di $M$. A) Tutte e tre; B) Solo 1 e 2; C) Solo 2 e 3; D) Solo 1; E) Solo 3. [$LM$ è a volume costante.]

p.6 — Ciclo termodinamico p-V con punti K,L,M

Topic: Thermodynamics Metodi: Thermodynamic Cycle Analysis Competenze: Diagrammatic Reasoning Objects: Gas Fonte: Testo (PDF) — p.5 Risposta: E · Soluzioni (PDF)

Q9. A given mass of ideal gas performs the cycle shown in the figure, where $KL$ is an isotherm and $MK$ is an adiabatic. 1) The gas performs work in the transformation $LM$; 2) the temperature of $K$ is greater than that of $L$; 3) the temperature of $K$ is greater than that of $M$. A) All three; B) Only 1 and 2; C) Only 2 and 3; D) Only 1; E) Only 3. [$LM$ is at constant volume.]

p.6 — Thermodynamic p-V cycle with points K,L,M

Answer: E · Soluzioni (PDF)

Q10. Il grafico si riferisce al moto di un corpo che cade liberamente nel vuoto. La grandezza sull’asse verticale (proporzionale al tempo) è… A) la velocità; B) la posizione; C) l’accelerazione; D) la forza; E) l’energia cinetica.

p.6 — Grafico y vs tempo caduta libera

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

Q10. The graph refers to the motion of a body falling freely in a vacuum. The quantity on the vertical axis (proportional to time) is… A) velocity; B) position; C) acceleration; D) force; E) kinetic energy.

p.6 — Graph y vs time free fall

Answer: A · Soluzioni (PDF)

Q11. Un’automobile di massa $m$ risale a velocità costante un pendio di angolo $\theta$ con l’orizzontale. Se $F$ è l’intensità risultante delle forze di resistenza, la forza dovuta al motore che mantiene costante la velocità è… A) $mg\cos \theta +F$; B) $mg\cos \theta -F$; C) $mg\sin \theta +F$; D) $mg\sin \theta -F$; E) $mg+F\sin \theta$.

p.6 — Automobile su piano inclinato forze

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Free-Body Diagram, Vector Decomposition Competenze: Physical Reasoning Objects: Inclined Plane Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: C · Soluzioni (PDF)

Q11. A car of mass $m$ climbs at constant speed a slope of angle $\theta$ with the horizontal. If $F$ is the resultant magnitude of the resistance forces, the force due to the engine that keeps the speed constant is… A) $mg\cos \theta +F$; B) $mg\cos \theta -F$; C) $mg\sin \theta +F$; D) $mg\sin \theta -F$; E) $mg+F\sin \theta$.

p.6 — Car on inclined plane forces

Answer: C · Soluzioni (PDF)

Q12. Un carrello di massa $2\text{kg}$ si muove verso destra a velocità costante di $10{\text{m s}}^{-1}$; gli viene applicata una forza costante di $6\text{N}$ verso sinistra. L’accelerazione è… A) $3{\text{m s}}^{-2}$ verso destra; B) $3{\text{m s}}^{-2}$ verso sinistra; C) $7{\text{m s}}^{-2}$ verso destra; D) $12{\text{m s}}^{-2}$ verso destra; E) $12{\text{m s}}^{-2}$ verso sinistra. [Forza desunta dal risultato $a=3{\text{m s}}^{-2}$.]

p.7 — Carrello 2 kg con forza applicata fig.1 fig.2

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

Q12. A cart of mass $2\text{kg}$ moves to the right at a constant speed of $10{\text{m s}}^{-1}$; a constant force of $6\text{N}$ is applied to it to the left. The acceleration is… A) $3{\text{m s}}^{-2}$ verso destra; B) $3{\text{m s}}^{-2}$ verso sinistra; C) $7{\text{m s}}^{-2}$ verso destra; D) $12{\text{m s}}^{-2}$ verso destra; E) $12{\text{m s}}^{-2}$ verso sinistra. [Forza desunta dal risultato $a=3{\text{m s}}^{-2}$.]

p.7 — Carrello 2 kg con forza applicata fig.1 fig.2

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

Q13. Un proiettile è sparato con velocità iniziale che forma un angolo con l’orizzontale (componenti iniziali $v_x=80{\text{m s}}^{-1}$, $v_y=90{\text{m s}}^{-1}$). Con $g=10{\text{m/s}}^2$ e resistenza dell’aria trascurabile, dopo $5\text{s}$ le componenti sono… A) $v_x=30$, $v_y=30$; B) $v_x=30$, $v_y=40$; C) $v_x=80$, $v_y=30$; D) $v_x=80$, $v_y=40$; E) $v_x=80$, $v_y=90$ (in ${\text{m s}}^{-1}$).

p.7 — Diagramma velocità vx-vy proiettile con angolo

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

Q13. A projectile is fired with initial velocity that forms an angle with the horizontal (initial components $v_x=80{\text{m s}}^{-1}$, $v_y=90{\text{m s}}^{-1}$). With $g=10{\text{m/s}}^2$ and negligible air resistance, after $5\text{s}$ the components are… A) $v_x=30$, $v_y=30$; B) $v_x=30$, $v_y=40$; C) $v_x=80$, $v_y=30$; D) $v_x=80$, $v_y=40$; E) $v_x=80$, $v_y=90$ (in ${\text{m s}}^{-1}$).

p.7 — Velocity diagram vx-vy projectile with angle

Answer: D · Soluzioni (PDF)

Q14. Il manometro di una bombola di ossigeno di capacità $0.1{\text{m}}^3$ indica $1.0\times 10^7\text{Pa}$. La densità dell’ossigeno alla pressione atmosferica ($1.0\times 10^5\text{Pa}$) e alla temperatura della bombola è $1.4{\text{kg m}}^{-3}$. La densità dell’ossigeno nella bombola è… A) $0.14$; B) $1.4$; C) $14$; D) $140$; E) $1400$ (${\text{kg m}}^{-3}$).

Topic: Kinetic Theory Metodi: Ideal Gas Law Competenze: Mathematical Modeling Objects: Gas, Container, Manometer Fonte: Testo (PDF) — p.5 Risposta: D · Soluzioni (PDF)

Q14. The pressure gauge of an oxygen cylinder of capacity $0.1{\text{m}}^3$ reads $1.0\times 10^7\text{Pa}$. The density of oxygen at atmospheric pressure ($1.0\times 10^5\text{Pa}$) and at the temperature of the cylinder is $1.4{\text{kg m}}^{-3}$. The density of the oxygen in the cylinder is… A) $0.14$; B) $1.4$; C) $14$; D) $140$; E) $1400$ (${\text{kg m}}^{-3}$).

Answer: D · Soluzioni (PDF)

Q15. Un oggetto è lanciato verticalmente verso l’alto. Trascurando resistenza dell’aria e variazione di $g$, quale affermazione è corretta? A) L’energia cinetica è massima alla massima altezza; B) Se la velocità iniziale raddoppia, la massima altezza è quattro volte maggiore; C) La quantità di moto è costante; D) Percorre distanze uguali in tempi uguali in salita e discesa; E) L’energia potenziale cresce della stessa quantità ogni secondo in salita.

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

Q15. An object is thrown vertically upward. Neglecting air resistance and the variation of $g$, which statement is correct? A) The kinetic energy is maximum at the maximum height; B) If the initial velocity doubles, the maximum height is four times greater; C) The momentum is constant; D) It covers equal distances in equal times going up and coming down; E) The potential energy increases by the same amount every second while going up.

Answer: B · Soluzioni (PDF)

Q16. Una sferetta di massa $m$ cade per gravità in un liquido viscoso raggiungendo una velocità limite $v$ (asse positivo verso l’alto). La variazione di energia potenziale per unità di tempo è… A) zero; B) $mgv$; C) $mgv-\frac{1}{2}m{v}^2$; D) $\frac{1}{2}m{v}^2$; E) $\frac{1}{2}m{v}^2-mgv$.

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

Q16. A sphere of mass $m$ falls by gravity into a viscous liquid at a limit velocity $v$ (positive upward axis). The change in potential energy per unit time is… A) zero; B) $mgv$; C) $mgv-\frac{1}{2}m{v}^2$; D) $\frac{1}{2}m{v}^2$; E) $\frac{1}{2}m{v}^2-mgv$.

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

Q17. Una sferetta X è lanciata orizzontalmente nello stesso istante in cui una sferetta Y di massa doppia è abbandonata dalla stessa quota. Trascurando la resistenza dell’aria… A) Y prima di X; B) X prima di Y; C) X e Y contemporaneamente; D) X a terra mentre Y a metà strada; E) Y a terra mentre X a metà strada.

p.8 — Due sfere X e Y lancio orizzontale caduta

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

Q17. A small ball X is launched horizontally at the same instant in which a small ball Y of double mass is released from the same height. Neglecting air resistance… A) Y before X; B) X before Y; C) X and Y simultaneously; D) X on the ground while Y halfway; E) Y on the ground while X halfway.

p.8 — Two balls X and Y horizontal launch fall

Answer: C · Soluzioni (PDF)

Q18. Per un corpo in moto armonico semplice, quali affermazioni sono vere in ogni istante? 1) La velocità è proporzionale allo spostamento; 2) L’accelerazione è inversamente proporzionale allo spostamento; 3) La forza di richiamo è proporzionale allo spostamento. A) Solo 1 e 2; B) Solo 1 e 3; C) Solo 1; D) Solo 2; E) Solo 3.

Topic: Oscillations & Waves Metodi: Simple Harmonic Motion Analysis Competenze: Physical Reasoning Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: E · Soluzioni (PDF)

Q18. For a body in simple harmonic motion, which statements are true at every instant? 1) The velocity is proportional to the displacement; 2) The acceleration is inversely proportional to the displacement; 3) The restoring force is proportional to the displacement. A) Only 1 and 2; B) Only 1 and 3; C) Only 1; D) Only 2; E) Only 3.

Answer: E · Soluzioni (PDF)

Q19. Il momento d’inerzia ha come dimensioni… A) $[M][L][T]$; B) $[M][L{]}^2[T{]}^{-2}$; C) $[M][L{]}^{-1}[T{]}^{-2}$; D) $[M][L{]}^2$; E) $[M][L{]}^2[T{]}^{-1}$.

Topic: Rotational Dynamics Metodi: Dimensional Analysis Competenze: Mathematical Modeling Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.9 Risposta: D · Soluzioni (PDF)

Q19. The moment of inertia has as its dimensions… A) $[M][L][T]$; B) $[M][L{]}^2[T{]}^{-2}$; C) $[M][L{]}^{-1}[T{]}^{-2}$; D) $[M][L{]}^2$; E) $[M][L{]}^2[T{]}^{-1}$.

Answer: D · Soluzioni (PDF)

Q20. Una pallina carica appesa a un lungo filo isolante oscilla tra due lastre metalliche parallele, molto vicine, collegate a una d.d.p. $V$ ($q$ carica della pallina, $d$ distanza tra le lastre, $C$ capacità). Quale espressione indica la forza sulla pallina quando il pendolo è verticale e la pallina è nel punto centrale tra le lastre? A) $q/t$; B) $Vq$; C) $Vq/d$; D) $CV/t$; E) $CV/d$.

Topic: Electrostatics Metodi: Electric Potential Method Competenze: Physical Reasoning Objects: Pendulum, Capacitor, Point Charge Fonte: Testo (PDF) — p.9 Risposta: C · Soluzioni (PDF)

Q20. A charged small ball suspended from a long insulating thread oscillates between two very close parallel metal plates, connected to a potential difference $V$ ($q$ charge of the ball, $d$ distance between the plates, $C$ capacitance). Which expression gives the force on the ball when the pendulum is vertical and the ball is at the central point between the plates? A) $q/t$; B) $Vq$; C) $Vq/d$; D) $CV/t$; E) $CV/d$.

Answer: C · Soluzioni (PDF)

Q21. Il tempo di dimezzamento dell’isotopo radioattivo ${}_{39}^{87}\text{Y}$ è di $80$ ore. Se l’attività iniziale di un campione è $12\text{Bq}$, dopo $240$ ore sarà… A) $0.08\text{Bq}$; B) $0.60\text{Bq}$; C) $1.50\text{Bq}$; D) $3.00\text{Bq}$; E) $4.00\text{Bq}$.

Topic: Nuclear & Particle Physics Metodi: Radioactive Decay Law Competenze: Mathematical Modeling Objects: Nucleus Fonte: Testo (PDF) — p.9 Risposta: C · Soluzioni (PDF)

Q21. The half-life of the radioactive isotope ${}_{39}^{87}\text{Y}$ is $80$ hours. If the initial activity of a sample is $12\text{Bq}$, after $240$ hours it will be… A) $0.08\text{Bq}$; B) $0.60\text{Bq}$; C) $1.50\text{Bq}$; D) $3.00\text{Bq}$; E) $4.00\text{Bq}$.

Answer: C · Soluzioni (PDF)

Q22. I disegni rappresentano le traiettorie di due particelle, di uguale massa, identica carica positiva e stessa energia cinetica iniziale, inviate contro un nucleo di massa molto maggiore. Quale disegno descrive correttamente il fenomeno? [Cinque disegni A–E di scattering coulombiano; la deviazione è maggiore per la particella diretta più centralmente.]

p.10 — 5 diagrammi traiettorie particelle vicino nucleo

Topic: Electrostatics Metodi: Coulomb’s Law Competenze: Diagrammatic Reasoning Objects: Point Charge, Nucleus Fonte: Testo (PDF) — p.9 Risposta: A · Soluzioni (PDF)

Q22. The drawings represent the trajectories of two particles, of equal mass, identical positive charge and same initial kinetic energy, sent against a nucleus of much greater mass. Which drawing correctly describes the phenomenon? [Five drawings A–E of Coulomb scattering; the deflection is greater for the particle directed more centrally.]

p.10 — 5 diagrams of particle trajectories near the nucleus

Answer: A · Soluzioni (PDF)

Q23. Sia la radiazione ultravioletta che gli ultrasuoni possono… A) trasportare energia anche nel vuoto; B) essere polarizzati; C) produrre fotoemissione di elettroni dai metalli; D) dar luogo a diffrazione e interferenza; E) viaggiare alla velocità della luce.

Topic: Oscillations & Waves Metodi: — Competenze: Physical Reasoning Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.4 Risposta: D · Soluzioni (PDF)

Q23. Both ultraviolet radiation and ultrasound can… A) transport energy even in a vacuum; B) be polarized; C) produce photoemission of electrons from metals; D) give rise to diffraction and interference; E) travel at the speed of light.

Answer: D · Soluzioni (PDF)

Q24. Un fascio di raggi paralleli giunge su una lente convergente di distanza focale $25\text{cm}$. A che distanza da questa lente deve essere portata una seconda lente convergente di distanza focale $10\text{cm}$ affinché i raggi emergenti siano ancora paralleli? A) $35\text{cm}$; B) $25\text{cm}$; C) $15\text{cm}$; D) $10\text{cm}$; E) Non esiste una posizione possibile.

Topic: Geometric Optics Metodi: Thin Lens & Mirror Equation, Ray Tracing Competenze: Mathematical Modeling Objects: Lens Fonte: Testo (PDF) — p.4 Risposta: A · Soluzioni (PDF)

Q24. A beam of parallel rays reaches a convergent focal length lens $25\text{cm}$. How far from this lens must a second focal length convergent lens $10\text{cm}$ be brought in so that the emerging rays are still parallel? A) $35\text{cm}$; B) $25\text{cm}$; C) $15\text{cm}$; D) $10\text{cm}$; E) Non esiste una posizione possibile.

Topic: Geometric Optics Metodi: Thin Lens & Mirror Equation, Ray Tracing Competenze: Mathematical Modeling Objects: Lens Fonte: Testo (PDF) — p.4 Risposta: A · Soluzioni (PDF)

Q25. Sulla superficie di un conduttore elettrico carico, di forma irregolare e in equilibrio… 1) la densità di carica è uniforme; 2) l’intensità del campo elettrico è uniforme; 3) il potenziale elettrico è uniforme. Quali sono vere? A) Tutte e tre; B) Solo 1 e 2; C) Solo 2 e 3; D) Solo 1; E) Solo 3.

Topic: Electrostatics Metodi: — Competenze: Physical Reasoning Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.9 Risposta: E · Soluzioni (PDF)

Q25. On the surface of a charged electrical conductor, of irregular shape and in equilibrium… 1) the charge density is uniform; 2) the electric field strength is uniform; 3) the electric potential is uniform. Which are true? A) All three; B) Only 1 and 2; C) Only 2 and 3; D) Only 1; E) Only 3.

Answer: E · Soluzioni (PDF)

Q26. Quando un raggio di luce passa da un mezzo trasparente ad un altro, la sua direzione viene modificata e vale $\sin {\theta }_1/\sin {\theta }_2=$ cost, con ${\theta }_1$, ${\theta }_2$ angoli definiti rispetto alla direzione di propagazione. In quale figura sono rappresentati correttamente ${\theta }_1$ e ${\theta }_2$ (angoli misurati dalla normale alla superficie)? [Cinque figure A–E con apparecchiatura per la legge di rifrazione.]

p.11 — 5 diagrammi rifrazione luce su lastra perspex

Topic: Geometric Optics Metodi: Snell’s Law Competenze: Diagrammatic Reasoning Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.4 Risposta: E · Soluzioni (PDF)

Q26. When a ray of light passes from one transparent medium to another, its direction is changed and $\sin {\theta }_1/\sin {\theta }_2=$ const holds, with ${\theta }_1$, ${\theta }_2$ angles defined with respect to the direction of propagation. In which figure are ${\theta }_1$ and ${\theta }_2$ correctly represented (angles measured from the normal to the surface)? [Five figures A–E with apparatus for the law of refraction.]

p.11 — 5 diagrams refraction of light on perspex slab

Answer: E · Soluzioni (PDF)

Q27. $Q_1$ è l’aumento di energia interna di una mole di gas (inizialmente a $T$, $p$, $V$) quando la temperatura aumenta di $1\text{K}$ a pressione costante. Se la stessa variazione avvenisse a volume costante, l’aumento di energia interna $Q_2$ sarebbe… A) $Q_1$; B) $Q_1+pT$; C) $Q_1-pVT$; D) $Q_1-pV/T$; E) $Q_1+pV/T$.

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

Q27. $Q_1$ is the increase in the internal energy of a mole of gas (initially at $T$, $p$, $V$) when the temperature increases by $1\text{K}$ at constant pressure. Se la stessa variazione avvenisse a volume costante, l’aumento di energia interna $Q_2$ sarebbe… A) $Q_1$; B) $Q_1+pT$; C) $Q_1-pVT$; D) $Q_1-pV/T$; E) $Q_1+pV/T$.

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

Q28. Un condensatore scarico $C$ è inserito in un circuito con una pila e una resistenza in serie, chiuso da un interruttore $S$. Quale grafico indica meglio come varia nel tempo la corrente $I$ dopo la chiusura di $S$? [Cinque grafici $I$–$t$; quello corretto è esponenziale decrescente da un massimo iniziale.]

p.12 — Circuito RC condensatore resistenza interruttore

p.12 — 5 grafici corrente I vs tempo circuito RC

Topic: Circuits Metodi: Kirchhoff’s Laws Competenze: Diagrammatic Reasoning Objects: Capacitor, Resistor, Battery, Switch Fonte: Testo (PDF) — p.9 Risposta: D · Soluzioni (PDF)

Q28. A discharge capacitor $C$ is inserted into a circuit with a battery and a serial resistance, closed by a $S$ switch. Which graph best shows how the current $I$ changes over time after $S$ closes? [Five graphs $I$–$t$; the correct one is exponentially decreasing from an initial maximum.]

The following conditions shall apply:

p.12 — 5 graphs of current I vs time for an RC circuit

Topic: Circuits Metodi: Kirchhoff’s Laws Competenze: Diagrammatic Reasoning Objects: Capacitor, Resistor, Battery, Switch Fonte: Testo (PDF) — p.9 Answer: D · Soluzioni (PDF)

Q29. Una massa è sospesa a una molla. La reazione alla forza di gravità terrestre agente sulla massa è la forza esercitata dalla… A) massa sulla Terra; B) massa sulla molla; C) molla sulla massa; D) molla sulla Terra; E) Terra sulla massa.

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: — Competenze: Physical Reasoning Objects: Spring, Block, Planet Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: A · Soluzioni (PDF)

Q29. A mass is suspended from a spring. The reaction to the Earth’s gravitational force acting on the mass is the force exerted by the… A) mass on the Earth; B) mass on the spring; C) spring on the mass; D) spring on the Earth; E) Earth on the mass.

Answer: A · Soluzioni (PDF)

Q30. L’intensità del campo elettrico generato in un punto $P$ da una carica puntiforme… 1) è inversamente proporzionale al quadrato della distanza tra la carica e $P$; 2) si può misurare in ${\text{N C}}^{-1}$; 3) dipende dalle proprietà del mezzo interposto tra $P$ e la carica. Quali sono vere? A) Tutte e tre; B) Solo 1 e 2; C) Solo 2 e 3; D) Solo 1; E) Solo 3.

Topic: Electrostatics Metodi: Coulomb’s Law Competenze: Physical Reasoning Objects: Point Charge Fonte: Testo (PDF) — p.9 Risposta: A · Soluzioni (PDF)

Q30. The intensity of the electric field generated at a point $P$ by a point charge… 1) is inversely proportional to the square of the distance between the charge and $P$; 2) can be measured in ${\text{N C}}^{-1}$; 3) depends on the properties of the medium interposed between $P$ and the charge. Which are true? A) All three; B) Only 1 and 2; C) Only 2 and 3; D) Only 1; E) Only 3.

Answer: A · Soluzioni (PDF)

Q31. Nell’esperimento di Young con due fenditure si usa un fascio di luce bianca. Cosa ci si aspetta di osservare? A) Schermo illuminato uniformemente; B) Frangia centrale nera e frange bianche/nere alternate ai lati; C) Frangia centrale bianca e frange bianche/nere ai lati; D) Frangia centrale bianca e ai lati frange colorate; E) Frangia centrale nera e ai lati frange colorate.

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

Q31. In Young’s double-slit experiment, a beam of white light is used. What is expected to be observed? A) Uniformly illuminated screen; B) Central black fringe and alternating white/black fringes on the sides; C) Central white fringe and white/black fringes on the sides; D) Central white fringe and colored fringes on the sides; E) Central black fringe and colored fringes on the sides.

Answer: D · Soluzioni (PDF)

Q32. Un atomo radioattivo subisce diversi decadimenti per trasformarsi alla fine in un suo isotopo. Quale gruppo di particelle emesse è compatibile? A) Una particella $\alpha$ ed una $\beta$; B) Una $\alpha$ e due $\beta$; C) Una $\alpha$ ed un neutrone; D) Una $\alpha$ e due neutroni; E) Due $\alpha$ ed un neutrone.

Topic: Nuclear & Particle Physics Metodi: — Competenze: Physical Reasoning Objects: Atom, Nucleus Fonte: Testo (PDF) — p.9 Risposta: B · Soluzioni (PDF)

Q32. A radioactive atom undergoes several decays to finally transform into one of its isotopes. Which group of emitted particles is compatible? A) One $\alpha$ particle and one $\beta$; B) One $\alpha$ and two $\beta$; C) One $\alpha$ and one neutron; D) One $\alpha$ and two neutrons; E) Two $\alpha$ and one neutron.

Answer: B · Soluzioni (PDF)

Q33. Quale dei cinque circuiti raffigurati rappresenta un partitore di tensione? [Cinque circuiti A–E con resistori; nel B la tensione di uscita è una frazione $R_y/(R_x+R_y)$ di quella di ingresso.]

Pallina carica tra due lastre parallele +V e 0

p.14 — 5 circuiti partitore di tensione X e Y

Topic: Circuits Metodi: Equivalent Circuit Reduction Competenze: Diagrammatic Reasoning Objects: Resistor, Battery Fonte: Testo (PDF) — p.9 Risposta: B · Soluzioni (PDF)

Q33. Which of the five circuits shown represents a voltage divider? [Five circuits A–E with resistors; in B the output voltage is a fraction $R_y/(R_x+R_y)$ of the input voltage.]

Charged small ball between two parallel plates +V and 0

p.14 — 5 voltage divider circuits X and Y

Answer: B · Soluzioni (PDF)

Q34. Un uomo in ascensore sta su una bilancia. Fuori dall’ascensore pesava $800\text{N}$; dentro misura $820\text{N}$. Ciò indica che l’ascensore… A) è fermo; B) sale a velocità costante; C) scende a velocità costante; D) sale con velocità crescente in modulo; E) scende con velocità crescente in modulo.

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

Q34. A man in an elevator is standing on a scale. Outside the elevator he weighed $800\text{N}$; inside he measures $820\text{N}$. This indicates that the elevator… A) is stationary; B) is going up at constant speed; C) is going down at constant speed; D) is going up with speed increasing in magnitude; E) is going down with speed increasing in magnitude.

Answer: D · Soluzioni (PDF)

Q35. Un proiettore da diapositive è di fronte a uno schermo. Se l’immagine messa a fuoco è troppo piccola, come correggere le distanze $d_1$ (oggetto–lente) e $d_2$ (lente–schermo) per riempire lo schermo? A) $d_1$ diminuire, $d_2$ aumentare; B) entrambe aumentare; C) $d_1$ invariata, $d_2$ aumentare; D) entrambe diminuire; E) $d_1$ aumentare, $d_2$ diminuire.

p.15 — Schema proiettore diapositive lente schermo d1 d2

Topic: Geometric Optics Metodi: Thin Lens & Mirror Equation, Ray Tracing Competenze: Physical Reasoning Objects: Lens, Screen Fonte: Testo (PDF) — p.4 Risposta: A · Soluzioni (PDF)

Q35. A slide projector is in front of a screen. If the focused image is too small, how should the distances $d_1$ (object–lens) and $d_2$ (lens–screen) be adjusted to fill the screen? A) $d_1$ decrease, $d_2$ increase; B) both increase; C) $d_1$ unchanged, $d_2$ increase; D) both decrease; E) $d_1$ increase, $d_2$ decrease.

p.15 — Slide projector diagram lens screen d1 d2

Answer: A · Soluzioni (PDF)

Q36. Un disco a superficie uniforme, orizzontale, ruota attorno a un asse verticale per il centro. Un corpo di massa $m$ a distanza $r$ dal centro viene trascinato; aumentando la velocità angolare il corpo viene lanciato via a ${\omega }_0$. Per essere lanciato via a $\omega <{\omega }_0$: 1) aumentare $r$; 2) diminuire il coefficiente d’attrito; 3) diminuire $m$. A) Tutte e tre; B) Solo 1 e 2; C) Solo 2 e 3; D) Solo 1 e 3; E) Nessuna delle tre.

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

Q36. A disk with a uniform, horizontal surface rotates about a vertical axis through its center. A body of mass $m$ at a distance $r$ from the center is dragged along; as the angular velocity is increased, the body is thrown off at ${\omega }_0$. For it to be thrown off at $\omega <{\omega }_0$: 1) increase $r$; 2) decrease the coefficient of friction; 3) decrease $m$. A) All three; B) Only 1 and 2; C) Only 2 and 3; D) Only 1 and 3; E) None of the three.

Answer: B · Soluzioni (PDF)

Q37. Un fascio di luce bianca incide sulla faccia $AB$ di un prisma di indice $n_2$ immerso in un liquido di indice $n_1$. 1) Se $n_1>n_2$ la luce potrebbe essere totalmente riflessa da $AB$; 2) se $n_1=n_2$ il prisma non è visibile; 3) se $n_1<n_2$ la luce è parzialmente riflessa da $AB$. A) Tutte e tre; B) Solo 1 e 2; C) Solo 2 e 3; D) Solo 1 e 3; E) Solo 2.

5 grafici massa d’acqua vs distanza

3 grafici temperatura vs tempo raffreddamento

p.16 — Prisma triangolare n1 n2 fascio luce parallelo

Topic: Geometric Optics Metodi: Snell’s Law Competenze: Physical Reasoning Objects: Prism Fonte: Testo (PDF) — p.4 Risposta: A · Soluzioni (PDF)

Q37. A beam of white light strikes face $AB$ of a prism with refractive index $n_2$ immersed in a liquid with refractive index $n_1$. 1) If $n_1>n_2$ the light could be totally reflected by $AB$; 2) if $n_1=n_2$ the prism is not visible; 3) if $n_1<n_2$ the light is partially reflected by $AB$. A) All three; B) Only 1 and 2; C) Only 2 and 3; D) Only 1 and 3; E) Only 2.

5 graphs water mass vs distance

3 graphs temperature vs cooling time

p.16 — Triangular prism n1 n2 parallel light beam

Answer: A · Soluzioni (PDF)

Q38. Il calore specifico di un metallo è $c_a/9$ e la sua densità è $6{\rho }_a$ ($c_a$, ${\rho }_a$ per l’acqua). Volumi uguali di acqua e metallo sono riscaldati con uguale aumento di temperatura; l’energia fornita al metallo è $k$ volte quella all’acqua. Quanto vale $k$? A) $1/3$; B) $2/3$; C) $3/2$; D) $4$; E) $54$.

Topic: Thermodynamics Metodi: — Competenze: Mathematical Modeling Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.5 Risposta: B · Soluzioni (PDF)

Q38. The specific heat of a metal is $c_a/9$ and its density is $6{\rho }_a$ ($c_a$, ${\rho }_a$ for water). Equal volumes of water and metal are heated with the same temperature increase; the energy supplied to the metal is $k$ times that supplied to the water. What is the value of $k$? A) $1/3$; B) $2/3$; C) $3/2$; D) $4$; E) $54$.

Answer: B · Soluzioni (PDF)

Q39. In un circuito la corrente misurata è $(2.5\pm 0.05)\text{mA}$ e la resistenza è $4.7\Omega \pm 2\%$. Se questi valori sono usati per calcolare la potenza dissipata, l’incertezza del risultato è… A) $2\%$; B) $4\%$; C) $6\%$; D) $8\%$; E) $10\%$.

Topic: Circuits Metodi: Error Propagation Competenze: Error Propagation Objects: Resistor Fonte: Testo (PDF) — p.9 Risposta: C · Soluzioni (PDF)

Q39. In a circuit the measured current is $(2.5\pm 0.05)\text{mA}$ and the resistance is $4.7\Omega \pm 2\%$. If these values are used to calculate the dissipated power, the uncertainty of the result is… A) $2\%$; B) $4\%$; C) $6\%$; D) $8\%$; E) $10\%$.

Answer: C · Soluzioni (PDF)

Q40. I grafici X ($p$–$V$) e Y ($V$–$T$) mostrano una trasformazione di massa costante di gas dallo stato (1) allo stato (2). 1) Il gas si espande secondo la legge di Boyle; 2) il gas viene compresso a temperatura costante; 3) la pressione diminuisce a temperatura costante. A) Solo 1; B) Solo 3; C) Solo 1 e 2; D) Solo 1 e 3; E) Solo 2 e 3.

p.17 — Grafici X e Y trasformazione gas pressione volume temperatura

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

The X ($p$–$V$) and Y ($V$–$T$) graphs show a constant mass transformation of gas from state (1) to state (2). 1) The gas expands according to Boyle’s law; 2) the gas is compressed at a constant temperature; 3) the pressure decreases at a constant temperature. (a) Only 1; (b) Only 3; (c) Only 1 and 2; (d) Only 1 and 3; (e) Only 2 and 3.

p.17 — Graphs X and Y gas transformation pressure volume temperature

Topic: Thermodynamics Metodi: Ideal Gas Law Competenze: Diagrammatic Reasoning Objects: Gas Fonte: Testo (PDF) — p.5 Answer: D · Soluzioni (PDF)