OII 2004 1° Livello Quiz

Q1. Un recipiente di polistirolo con coperchio contiene $0.30\text{kg}$ di acqua a $100\text{°C}$. Versando $0.10\text{kg}$ di acqua a $20\text{°C}$, la temperatura finale sarà… A) $20\text{°C}$; B) $40\text{°C}$; C) $60\text{°C}$; D) $80\text{°C}$; E) $100\text{°C}$.

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

Q1. A polystyrene container with a lid contains $0.30\text{kg}$ of water at $100\text{°C}$. By pouring $0.10\text{kg}$ of water at $20\text{°C}$, the final temperature will be… A) $20\text{°C}$; B) $40\text{°C}$; C) $60\text{°C}$; D) $80\text{°C}$; E) $100\text{°C}$.

Answer: D · Soluzioni (PDF)

Q2. Un indiano tende l’arco con una forza media di $20\text{N}$, spostando indietro la corda di $60\text{cm}$. Quando la freccia lascia l’arco la sua energia cinetica è, al massimo… A) $3.6\text{J}$; B) $6.0\text{J}$; C) $12\text{J}$; D) $24\text{J}$; E) $36\text{J}$.

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

Q2. An Indian draws the bow with an average force of $20\text{N}$, pulling the string back by $60\text{cm}$. When the arrow leaves the bow, its kinetic energy is, at most… A) $3.6\text{J}$; B) $6.0\text{J}$; C) $12\text{J}$; D) $24\text{J}$; E) $36\text{J}$.

Answer: C · Soluzioni (PDF)

Q3. Un recipiente contiene $96\text{g}$ di una sostanza radioattiva. Dopo $12\text{minuti}$ ne rimangono $6\text{g}$ non decaduti. Qual è il tempo di dimezzamento? A) $2\text{min}$; B) $3\text{min}$; C) $4\text{min}$; D) $6\text{min}$; E) $8\text{min}$.

Topic: Nuclear & Particle Physics Metodi: Radioactive Decay Law Competenze: Mathematical Modeling Objects: Container Fonte: Testo (PDF) — p.4 Risposta: B · Soluzioni (PDF)

Q3. A container holds $96\text{g}$ of a radioactive substance. After $12\text{minuti}$, $6\text{g}$ remain undecayed. What is the half-life? A) $2\text{min}$; B) $3\text{min}$; C) $4\text{min}$; D) $6\text{min}$; E) $8\text{min}$.

Answer: B · Soluzioni (PDF)

Q4. Un generatore di onde a $4\text{m}$ da un muro riflettente produce onde stazionarie in un nastro (figura: un solo ventre tra generatore e muro, cioè mezza lunghezza d’onda su $4\text{m}$). Se la velocità dell’onda è $10{\text{m s}}^{-1}$, la frequenza è… A) $0.4\text{Hz}$; B) $4\text{Hz}$; C) $5\text{Hz}$; D) $10\text{Hz}$; E) $40\text{Hz}$.

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

Q4. A wave generator at $4\text{m}$ from a reflecting wall produces standing waves in a tape (figure: a single antinode between the generator and the wall, i.e. half a wavelength over $4\text{m}$). If the wave speed is $10{\text{m s}}^{-1}$, the frequency is… A) $0.4\text{Hz}$; B) $4\text{Hz}$; C) $5\text{Hz}$; D) $10\text{Hz}$; E) $40\text{Hz}$.

Answer: C · Soluzioni (PDF)

Q5. Uno studente a $4.5\text{m}$ di altezza lancia orizzontalmente una palla di neve verso una ciminiera distante $15\text{m}$. La palla la colpisce $0.65\text{s}$ dopo. Trascurando la resistenza dell’aria, a quale distanza dal terreno la palla colpisce la ciminiera? A) $0\text{m}$; B) $0.4\text{m}$; C) $1.2\text{m}$; D) $2.4\text{m}$; E) $4.5\text{m}$.

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

Q5. A student at $4.5\text{m}$ in height throws a snowball horizontally toward a chimney $15\text{m}$ away. The ball hits it after $0.65\text{s}$. Neglecting air resistance, at what distance from the ground does the ball hit the chimney? A) $0\text{m}$; B) $0.4\text{m}$; C) $1.2\text{m}$; D) $2.4\text{m}$; E) $4.5\text{m}$.

Answer: D · Soluzioni (PDF)

Q6. Uno studente alto $2\text{m}$, in piedi, riesce a vedere interamente il proprio corpo in uno specchio verticale. L’altezza minima dello specchio è… A) $0.5\text{m}$; B) $1.0\text{m}$; C) $1.5\text{m}$; D) $2.0\text{m}$; E) $2.5\text{m}$.

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

Q6. Uno studente alto $2\text{m}$, in piedi, riesce a vedere interamente il proprio corpo in uno specchio verticale. The minimum height of the mirror is… A) $0.5\text{m}$; B) $1.0\text{m}$; C) $1.5\text{m}$; D) $2.0\text{m}$; E) $2.5\text{m}$.

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

Q7. Tre sfere metalliche identiche su sostegni isolanti: inizialmente A ha carica $q$, B e C scariche. A viene messa a contatto con B e allontanata; poi A è messa a contatto con C e allontanata. La carica finale su A è… A) $q$; B) $q/2$; C) $q/3$; D) $q/4$; E) zero.

studente su collinetta lancia palla verso ciminiera

Topic: Electrostatics Metodi: Physical Modeling Competenze: Physical Reasoning Objects: Conducting Sphere Fonte: Testo (PDF) — p.4 Risposta: D · Soluzioni (PDF)

Q7. Three identical metal balls on insulating supports: initially A has a charge $q$, B and C discharges. A is put in contact with B and removed; then A is put in contact with C and removed. The final charge on A is… A) $q$; B) $q/2$; C) $q/3$; D) $q/4$; E) zero.

studente su collinetta lancia palla verso ciminiera

Topic: Electrostatics Metodi: Physical Modeling Competenze: Physical Reasoning Objects: Conducting Sphere Fonte: Testo (PDF) — p.4 Risposta: D · Soluzioni (PDF)

Q8. Un carrello di massa $M$ su rotaia senza attrito è lasciato da fermo dalla cima di una sommità di altezza $h_1$. Quanto vale la sua energia cinetica quando raggiunge la successiva sommità di altezza $h_2$? A) $Mg{h}_1$; B) $Mg(h_1-h_2)$; C) $Mg(h_2-h_3)$; D) $Mg(h_1+h_2)/2$; E) $0$.

Quesito 8 — carrello su rotaia con salite h1 h2 h3

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

Q8. A cart of mass $M$ on a frictionless track is released from rest from the top of a hill of height $h_1$. What is its kinetic energy when it reaches the next hill of height $h_2$? A) $Mg{h}_1$; B) $Mg(h_1-h_2)$; C) $Mg(h_2-h_3)$; D) $Mg(h_1+h_2)/2$; E) $0$.

Problem 8 — cart on a track with slopes h1 h2 h3

Answer: B · Soluzioni (PDF)

Q9. Due solenoidi A e B, vuoti, collegati da un filo; sopra ciascuno è sospesa una barra magnetizzata (1 e 2). Se il polo nord del magnete 1 è lasciato cadere verso il solenoide A, simultaneamente il polo sud del magnete 2 sarà… A) attratto verso B da forza magnetica; B) respinto da B da forza magnetica; C) attratto verso B da forza elettrica; D) respinto da B da forza elettrica; E) non influenzato da B.

Quesito 9 — due solenoidi collegati con magneti sospesi

Topic: Electromagnetic Induction Metodi: Faraday’s Law of Induction, Lenz’s Law Competenze: Physical Reasoning Objects: Solenoid, Magnet, Wire Fonte: Testo (PDF) — p.4 Risposta: A · Soluzioni (PDF)

Q9. Two empty solenoids A and B, connected by a wire; above each one a magnetized bar (1 and 2) is suspended. If the north pole of magnet 1 is dropped toward solenoid A, simultaneously the south pole of magnet 2 will be… A) attracted toward B by magnetic force; B) repelled from B by magnetic force; C) attracted toward B by electric force; D) repelled from B by electric force; E) unaffected by B.

Question 9 — two solenoids connected with suspended magnets

Answer: A · Soluzioni (PDF)

Q10. Un oggetto alto $2\text{cm}$ è posto a $30\text{cm}$ da una lente convergente; la lente forma un’immagine reale alta $4\text{cm}$. La lunghezza focale è… A) $5\text{cm}$; B) $10\text{cm}$; C) $20\text{cm}$; D) $40\text{cm}$; E) $810\text{cm}$.

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

Q10. An object of height $2\text{cm}$ is placed at $30\text{cm}$ from a converging lens; the lens forms a real image of height $4\text{cm}$. The focal length is… A) $5\text{cm}$; B) $10\text{cm}$; C) $20\text{cm}$; D) $40\text{cm}$; E) $810\text{cm}$.

Answer: C · Soluzioni (PDF)

Q11. Un ragazzo sostituisce una lampadina da $60\text{W}$ con una da $100\text{W}$ (stessa tensione di rete). Rispetto alla da $60\text{W}$, quella da $100\text{W}$ ha… A) resistenza minore e corrente maggiore; B) resistenza minore e corrente minore; C) resistenza uguale e corrente maggiore; D) resistenza maggiore e corrente maggiore; E) resistenza maggiore e corrente minore.

Topic: Circuits Metodi: Physical Modeling Competenze: Physical Reasoning Objects: Resistor Fonte: Testo (PDF) — p.4 Risposta: A · Soluzioni (PDF)

Q11. A boy replaces a $60\text{W}$ bulb with a $100\text{W}$ one (same mains voltage). Compared to the $60\text{W}$ one, the $100\text{W}$ one has… A) lower resistance and higher current; B) lower resistance and lower current; C) equal resistance and higher current; D) higher resistance and higher current; E) higher resistance and lower current.

Answer: A · Soluzioni (PDF)

Q12. La figura mostra l’orbita ellittica di una cometa intorno al Sole (punti A, B, C, D). Il modulo dell’accelerazione centripeta è massimo nel punto… A) A; B) B (perielio); C) C; D) D; E) ovunque uguale.

Quesito 12 — orbita ellittica cometa intorno al Sole

Topic: Gravitation Metodi: Newton’s Law of Gravitation, Kepler’s Laws Competenze: Physical Reasoning Objects: Planet, Star Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: A · Soluzioni (PDF)

Q12. The figure shows the elliptical orbit of a comet around the Sun (points A, B, C, D). The magnitude of the centripetal acceleration is maximum at point… A) A; B) B (perihelion); C) C; D) D; E) equal everywhere.

Problem 12 — elliptical orbit of a comet around the Sun

Answer: A · Soluzioni (PDF)

Q13. Quale combinazione di tre forze complanari su un punto materiale non può produrre equilibrio? A) $1,3,4\text{N}$; B) $1,3,5\text{N}$; C) $2,2,2\text{N}$; D) $3,4,5\text{N}$; E) $4,4,5\text{N}$.

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

Q13. Which combination of three coplanar forces on a point mass cannot produce equilibrium? A) $1,3,4\text{N}$; B) $1,3,5\text{N}$; C) $2,2,2\text{N}$; D) $3,4,5\text{N}$; E) $4,4,5\text{N}$.

Answer: B · Soluzioni (PDF)

Q14. Un carrello di $2\text{kg}$ si muove a velocità costante su una pista circolare di raggio $3\text{m}$; la forza centripeta è $24\text{N}$. La velocità (in ${\text{m s}}^{-1}$) è… A) $4.0$; B) $6.0$; C) $12$; D) $16$; E) $36$.

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

Q14. A cart of $2\text{kg}$ moves at constant speed on a circular track of radius $3\text{m}$; the centripetal force is $24\text{N}$. The speed (in ${\text{m s}}^{-1}$) is… A) $4.0$; B) $6.0$; C) $12$; D) $16$; E) $36$.

Answer: B · Soluzioni (PDF)

Q15. Una pallina rotola dentro un tubo semicircolare appoggiato su un tavolo orizzontale. Vista dall’alto, quale figura rappresenta meglio il moto della pallina quando esce dal tubo? [Cinque traiettorie A–E; all’uscita prosegue in linea retta tangente.]

Quesito 15 — cinque opzioni tubo semicircolare visto dall’alto

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: — Competenze: Physical Reasoning, Diagrammatic Reasoning Objects: Ball, Tube Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: E · Soluzioni (PDF)

Q15. A small ball rolls inside a semicircular tube resting on a horizontal table. Seen from above, which figure best represents the motion of the ball when it leaves the tube? [Five trajectories A–E; on exit it continues in a straight line tangent.]

Question 15 — five options semicircular tube seen from above

Answer: E · Soluzioni (PDF)

Q16. Il grafico riporta lo spostamento dalla posizione di equilibrio di particelle investite da un’onda che viaggia lungo $x$; $P$ è un punto sul percorso. Quale grafico rappresenta lo spostamento in funzione del tempo della particella in $P$? [Cinque grafici $s$–$t$ A–E.]

Quesito 16 — istantanea onda e cinque grafici spostamento-tempo

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

Q16. The graph shows the shift from the equilibrium position of the particles being injected by a wave traveling along $x$; $P$ is a point on the path. What graph represents the time-switched movement of the particle in $P$? [Cinque grafici $s$–$t$ A–E.]

Quesito 16 — istantanea onda e cinque grafici spostamento-tempo

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

Q17. Una forza $F$ su un oggetto di massa $m_1$ produce accelerazione $a$; una forza $3F$ su un oggetto di massa $m_2$ produce accelerazione $2a$. Il rapporto $m_1:m_2$ è… A) $3:2$; B) $2:3$; C) $1:2$; D) $1:3$; E) $1:6$.

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

Q17. A force $F$ on an object of mass $m_1$ produces acceleration $a$; a force $3F$ on an object of mass $m_2$ produces acceleration $2a$. The ratio $m_1:m_2$ is… A) $3:2$; B) $2:3$; C) $1:2$; D) $1:3$; E) $1:6$.

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

Q18. Per misurare il calore latente di vaporizzazione si usa un riscaldatore alimentato da batteria di f.e.m. $V$; si pesa la massa $m$ vaporizzata in un tempo $t$. Nel grafico è riportato $V^2$ in funzione di $m$. Con resistenza $4\Omega$ e tempo $10\text{min}$, il calore latente (in ${\text{J kg}}^{-1}$) è… A) $10$; B) $600$; C) $10000$; D) $600000$; E) $720000$.

Quesito 18 — grafico V quadro in funzione massa vaporizzata

Topic: Thermodynamics Metodi: Experimental Data Analysis, Graph Linearization Competenze: Experimental Data Analysis, Graph Linearization Objects: Battery, Resistor Fonte: Testo (PDF) — p.4 Risposta: D · Soluzioni (PDF)

Q18. To measure the latent heat of vaporization, a heater powered by a battery with electromotive force $V$ is used; the mass $m$ vaporized in a time $t$ is weighed. The graph shows $V^2$ as a function of $m$. With resistance $4\Omega$ and time $10\text{min}$, the latent heat (in ${\text{J kg}}^{-1}$) is… A) $10$; B) $600$; C) $10000$; D) $600000$; E) $720000$.

Question 18 — graph V versus vaporized mass

Answer: D · Soluzioni (PDF)

Q19. Un pallone da calcio descrive una traiettoria; nel punto $P$ (in salita) quale vettore rappresenta la direzione della resistenza dell’aria? [Cinque vettori A–E; la resistenza è opposta alla velocità.]

Quesito 19 — traiettoria pallone e cinque vettori resistenza aria

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: — Competenze: Diagrammatic Reasoning, Physical Reasoning Objects: Ball Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: B · Soluzioni (PDF)

Q19. A soccer ball follows a trajectory; at point $P$ (going up) which vector represents the direction of air resistance? [Five vectors A–E; resistance is opposite to velocity.]

Problem 19 — ball trajectory and five air resistance vectors

Answer: B · Soluzioni (PDF)

Q20. Il grafico mostra la temperatura in funzione del tempo per una sostanza riscaldata da un fornello a potenza costante. Durante l’intervallo $DE$ (tratto orizzontale) la sostanza subisce… A) diminuzione di energia interna e cambiamento di fase; B) aumento di energia interna e cambiamento di fase; C) aumento di energia interna e nessun cambiamento di fase; D) nessuna variazione di energia interna e un cambiamento di fase; E) nessuna variazione di energia interna e nessun cambiamento di fase.

Quesito 20 — grafico temperatura in funzione del tempo riscaldamento

Topic: Thermodynamics Metodi: First Law of Thermodynamics Competenze: Physical Reasoning, Diagrammatic Reasoning Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: B · Soluzioni (PDF)

Q20. The graph shows temperature as a function of time for a substance heated by a burner of constant power. During the interval $DE$ (horizontal segment) the substance undergoes… A) decrease in internal energy and change of phase; B) increase in internal energy and change of phase; C) increase in internal energy and no change of phase; D) no variation in internal energy and a change of phase; E) no variation in internal energy and no change of phase.

Question 20 — graph of temperature as a function of heating time

Answer: B · Soluzioni (PDF)

Q21. (Stesso grafico, campione di $2\text{kg}$, calore assorbito a tasso costante $15\text{kJ/min}$.) Il calore specifico nella fase solida (tratto da $20$ a $70\text{°C}$ nei primi $2\text{min}$) è, in ${\text{kJ kg}}^{-1}{\text{K}}^{-1}$… A) $0.2$; B) $0.3$; C) $0.4$; D) $0.5$; E) $0.6$.

Topic: Thermodynamics Metodi: First Law of Thermodynamics Competenze: Mathematical Modeling, Experimental Data Analysis Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: B · Soluzioni (PDF)

Q21. (Same graph, sample of $2\text{kg}$, heat absorbed at a constant rate $15\text{kJ/min}$.) The specific heat in the solid phase (segment from $20$ to $70\text{°C}$ in the first $2\text{min}$) is, in ${\text{kJ kg}}^{-1}{\text{K}}^{-1}$… A) $0.2$; B) $0.3$; C) $0.4$; D) $0.5$; E) $0.6$.

Topic: Thermodynamics Metodi: First Law of Thermodynamics Competenze: Mathematical Modeling, Experimental Data Analysis Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: B · Soluzioni (PDF)

Q22. Il volume di un’aula scolastica, in ${\text{m}}^3$, è dell’ordine di… A) $10^{-2}$; B) $10^{-1}$; C) $10^1$; D) $10^2$; E) $10^4$.

Topic: Order-of-Magnitude Estimation Metodi: Order-of-Magnitude Estimation Competenze: Estimation & Approximation Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.4 Risposta: D · Soluzioni (PDF)

Q22. The volume of a school classroom, in ${\text{m}}^3$, is of the order of… A) $10^{-2}$; B) $10^{-1}$; C) $10^1$; D) $10^2$; E) $10^4$.

Topic: Order-of-Magnitude Estimation Metodi: Order-of-Magnitude Estimation Competenze: Estimation & Approximation Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.4 Risposta: D · Soluzioni (PDF)

Q23. Una barra metallica a sezione costante è formata da due pezzi di uguale lunghezza $L$: la conducibilità termica di $X$ è doppia di quella di $Y$. Le estremità sono a $T_1$ e $T_2$, la barra è isolata lateralmente. Quale grafico rappresenta l’andamento della temperatura lungo la barra? [Cinque grafici $T$ vs posizione; $X$ ha pendenza minore (in modulo) di $Y$ a parità di flusso.]

Quesito 23 — cinque grafici temperatura lungo barra bimetallica

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

Q23. A metal bar of constant cross-section is made of two pieces of equal length $L$: the thermal conductivity of $X$ is twice that of $Y$. The ends are at $T_1$ and $T_2$, the bar is laterally insulated. Which graph represents the trend of temperature along the bar? [Five graphs $T$ vs position; $X$ has a smaller slope (in magnitude) than $Y$ for the same flux.]

Question 23 — five graphs of temperature along a bimetallic bar

Answer: C · Soluzioni (PDF)

Q24. Un protone (p) è posto nel punto A vicino a una sfera uniformemente carica positiva. Se per spostarlo da A a B serve un lavoro di $6.4\times 10^{-19}\text{J}$, la differenza di potenziale tra A e B è… A) $4.0\times 10^{-19}\text{V}$; B) $6.4\times 10^{-19}\text{V}$; C) $0.25\text{V}$; D) $4.0\text{V}$; E) $6.4\text{V}$.

Quesito 24 — protone vicino a sfera uniformemente carica positiva

Topic: Electrostatics Metodi: Electric Potential Method Competenze: Mathematical Modeling Objects: Point Charge, Conducting Sphere Fonte: Testo (PDF) — p.4 Risposta: D · Soluzioni (PDF)

Q24. A proton (p) is placed at point A near a uniformly positively charged sphere. If moving it from A to B requires work of $6.4\times 10^{-19}\text{J}$, the potential difference between A and B is… A) $4.0\times 10^{-19}\text{V}$; B) $6.4\times 10^{-19}\text{V}$; C) $0.25\text{V}$; D) $4.0\text{V}$; E) $6.4\text{V}$.

Problem 24 — proton near a uniformly positively charged sphere

Answer: D · Soluzioni (PDF)

Q25. In un esperimento di Millikan una goccia d’olio ha massa $3.2\times 10^{-14}\text{kg}$ e carica $-1.6\times 10^{-18}\text{C}$. Resta in equilibrio quando la forza elettrica verso l’alto eguaglia la gravitazionale. L’intensità del campo elettrico è… A) $2.0\times 10^{-31}\text{N/C}$; B) $2.0\times 10^{-5}$; C) $2.0\times 10^5$; D) $5.0\times 10^{-5}$; E) $5.0\times 10^5\text{N/C}$.

Topic: Electrostatics Metodi: Free-Body Diagram, Coulomb’s Law Competenze: Mathematical Modeling Objects: Droplet Fonte: Testo (PDF) — p.4 Risposta: C · Soluzioni (PDF)

Q25. In a Millikan experiment an oil drop has mass $3.2\times 10^{-14}\text{kg}$ and charge $-1.6\times 10^{-18}\text{C}$. It remains in equilibrium when the upward electric force equals the gravitational one. The magnitude of the electric field is… A) $2.0\times 10^{-31}\text{N/C}$; B) $2.0\times 10^{-5}$; C) $2.0\times 10^5$; D) $5.0\times 10^{-5}$; E) $5.0\times 10^5\text{N/C}$.

Answer: C · Soluzioni (PDF)

Q26. Un’automobile con velocità iniziale $16{\text{m s}}^{-1}$ è fermata con accelerazione costante in $4\text{s}$. Lo spazio percorso durante la frenata è… A) $4\text{m}$; B) $16\text{m}$; C) $32\text{m}$; D) $64\text{m}$; E) $96\text{m}$.

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

Q26. A car with initial speed $16{\text{m s}}^{-1}$ is stopped with constant acceleration in $4\text{s}$. The distance traveled during braking is… A) $4\text{m}$; B) $16\text{m}$; C) $32\text{m}$; D) $64\text{m}$; E) $96\text{m}$.

Answer: C · Soluzioni (PDF)

Q27. Uno studente applica $10\text{N}$ per spostare un blocco di legno a velocità costante su un piano orizzontale. Poi il blocco è diviso in due parti uguali, una sopra l’altra. Quanto vale la forza $F$ per spostarle a velocità costante? A) $40\text{N}$; B) $20\text{N}$; C) $10\text{N}$; D) $5\text{N}$; E) $2.5\text{N}$.

Quesito 27 — blocco legno intero e diviso PRIMA DOPO

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

Q27. A student applies $10\text{N}$ to move a block of wood at constant speed on a horizontal plane. Then the block is divided into two equal parts, one on top of the other. What is the value of the force $F$ to move them at constant speed? A) $40\text{N}$; B) $20\text{N}$; C) $10\text{N}$; D) $5\text{N}$; E) $2.5\text{N}$.

Problem 27 — whole wood block and divided BEFORE AFTER

Answer: C · Soluzioni (PDF)

Q28. Una palla di massa $0.6\text{kg}$, ferma, è colpita da una mazza; rimane in contatto $0.2\text{s}$ e parte a $25{\text{m s}}^{-1}$. L’intensità media della forza esercitata dalla palla sulla mazza è… A) $3\text{N}$; B) $8.3\text{N}$; C) $15\text{N}$; D) $75\text{N}$; E) $150\text{N}$.

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

Q28. A ball of mass $0.6\text{kg}$, at rest, is hit by a bat; it remains in contact for $0.2\text{s}$ and leaves at $25{\text{m s}}^{-1}$. The average magnitude of the force exerted by the ball on the bat is… A) $3\text{N}$; B) $8.3\text{N}$; C) $15\text{N}$; D) $75\text{N}$; E) $150\text{N}$.

Answer: D · Soluzioni (PDF)

Q29. Un corpo di $2\text{kg}$ scivola sul pavimento, accelerato da una forza orizzontale di $30\text{N}$; l’accelerazione è $10{\text{m s}}^{-2}$. Il modulo della forza d’attrito è… A) $0\text{N}$; B) $5\text{N}$; C) $10\text{N}$; D) $20\text{N}$; E) $30\text{N}$.

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

Q29. A body of $2\text{kg}$ slides on the floor, accelerated by a horizontal force of $30\text{N}$; the acceleration is $10{\text{m s}}^{-2}$. The magnitude of the friction force is… A) $0\text{N}$; B) $5\text{N}$; C) $10\text{N}$; D) $20\text{N}$; E) $30\text{N}$.

Answer: C · Soluzioni (PDF)

Q30. Da cinque punti a diverse altezze su una scogliera, cinque palle sono lanciate orizzontalmente verso il mare con velocità diverse. Altezze: $125,250,375,400,450\text{m}$. Quale palla raggiunge il mare nel minor tempo? A) $y=125\text{m}$; B) $y=250\text{m}$; C) $y=375\text{m}$; D) $y=400\text{m}$; E) $y=450\text{m}$.

Quesito 30 — cinque palle lanciate da scogliere a diverse altezze

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

Q30. From five points at different heights on a cliff, five balls are thrown horizontally toward the sea with different speeds. Heights: $125,250,375,400,450\text{m}$. Which ball reaches the sea in the shortest time? A) $y=125\text{m}$; B) $y=250\text{m}$; C) $y=375\text{m}$; D) $y=400\text{m}$; E) $y=450\text{m}$.

Problem 30 — five balls thrown from cliffs at different heights

Answer: A · Soluzioni (PDF)

Q31. Nella reazione nucleare ${}_{93}^{238}\text{Np}\to {}_{94}^{238}\text{Pu}+X$, la particella $X$ è… A) un protone; B) un neutrone; C) un elettrone; D) un positrone; E) un fotone.

Topic: Nuclear & Particle Physics Metodi: Physical Modeling Competenze: Physical Reasoning Objects: Nucleus Fonte: Testo (PDF) — p.4 Risposta: C · Soluzioni (PDF)

Q31. In the nuclear reaction ${}_{93}^{238}\text{Np}\to {}_{94}^{238}\text{Pu}+X$, the particle $X$ is… A) a proton; B) a neutron; C) an electron; D) a positron; E) a photon.

Answer: C · Soluzioni (PDF)

Q32. Due carrelli su superficie senza attrito sono spinti da una molla che scatta. Il carrello A ($3\text{kg}$) parte a $0.33{\text{m s}}^{-1}$, B ha massa $5\text{kg}$. La velocità di B è… A) $0.12$; B) $0.20$; C) $0.27$; D) $0.33$; E) $0.55$ (${\text{m s}}^{-1}$).

Quesito 32 — due carrelli spinti da molla su piano privo di attrito

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

Q32. Two carts on a frictionless surface are pushed by a spring that snaps. Cart A ($3\text{kg}$) starts at $0.33{\text{m s}}^{-1}$, B has mass $5\text{kg}$. The velocity of B is… A) $0.12$; B) $0.20$; C) $0.27$; D) $0.33$; E) $0.55$ (${\text{m s}}^{-1}$).

Problem 32 — two carts pushed by a spring on a frictionless plane

Answer: B · Soluzioni (PDF)

Q33. Il diagramma mostra un’onda periodica con punti A, B, C, D, E, F, G. Quale coppia di punti è in fase? A) A e C; B) B e D; C) C ed F; D) E e G; E) A ed F.

Quesito 33 — onda periodica con punti A B C D E F G

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

Q33. The diagram shows a periodic wave with points A, B, C, D, E, F, G. Which pair of points is in phase? A) A and C; B) B and D; C) C and F; D) E and G; E) A and F.

Problem 33 — periodic wave with points A B C D E F G

Answer: C · Soluzioni (PDF)

Q34. Una palla elastica cade verticalmente da ferma e rimbalza verso l’alto. Quale grafico rappresenta la velocità nel tempo (positiva verso l’alto)? [Cinque grafici $v$–$t$; rette di pendenza $-g$ con salto di segno al rimbalzo.]

Quesito 34 — cinque grafici velocita in funzione del tempo rimbalzo

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

A ball of elasticity falls vertically from the ground and bounces upwards. What graph represents the speed over time (positive upwards)? [Five graphs $v$–$t$; slope lines $-g$ with a bounce-slip sign.]

Question 34 5 fast charts depending on the bounce time

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

Q35. Un cilindro chiuso da un pistone mobile contiene gas perfetto. Del calore fa espandere il gas e salire il pistone. Se tutto il calore fornito è convertito in lavoro per sollevare il pistone, allora… A) energia interna decresce, $T$ cresce; B) energia interna cresce, $T$ cresce; C) energia interna invariata, $T$ cresce; D) energia interna invariata, $T$ invariata; E) energia interna cresce, $T$ invariata.

indiano tende arco con freccia

Topic: Thermodynamics Metodi: First Law of Thermodynamics Competenze: Physical Reasoning Objects: Gas, Cylinder, Piston Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: D · Soluzioni (PDF)

Q35. A cylinder closed by a movable piston contains a perfect gas. Heat causes the gas to expand and the piston to rise. If all the heat supplied is converted into work to lift the piston, then… A) internal energy decreases, $T$ increases; B) internal energy increases, $T$ increases; C) internal energy unchanged, $T$ increases; D) internal energy unchanged, $T$ unchanged; E) internal energy increases, $T$ unchanged.

Indian draws a bow with an arrow

Answer: D · Soluzioni (PDF)

Q36. Quale combinazione di unità di misura fondamentali del SI esprime il peso di un oggetto? A) chilogrammo; B) chilogrammo·metro; C) chilogrammo/secondo; D) chilogrammo·metro/secondo; E) chilogrammo·metro/secondo2.

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Dimensional Analysis Competenze: Unit Conversion Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.4 Risposta: E · Soluzioni (PDF)

Q36. Which combination of fundamental SI units expresses the weight of an object? A) kilogram; B) kilogram·meter; C) kilogram/second; D) kilogram·meter/second; E) kilogram·meter/second2.

Answer: E · Soluzioni (PDF)

Q37. L’accelerazione di caduta libera di una sferetta si determina misurando i tempi $t_1$ e $t_2$ in cui essa, lasciata cadere da ferma a $t=0$, passa per i punti $X$ e $Y$ separati da $h$. L’accelerazione risulta… A) $\frac{2h}{(t_2-t_1{)}^2}$; B) $\frac{2h}{t_2-t_1}$; C) $\frac{h}{2(t_2-t_1{)}^2}$; D) $\frac{2h}{t_2^2-t_1^2}$; E) $\frac{h}{2(t_2^2-t_1^2)}$.

Quesito 37 — sferetta in caduta libera con posizioni X Y

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

Q37. The free-fall acceleration of a small sphere is determined by measuring the times $t_1$ and $t_2$ at which it, released from rest at $t=0$, passes through the points $X$ and $Y$ separated by $h$. The acceleration is… A) $\frac{2h}{(t_2-t_1{)}^2}$; B) $\frac{2h}{t_2-t_1}$; C) $\frac{h}{2(t_2-t_1{)}^2}$; D) $\frac{2h}{t_2^2-t_1^2}$; E) $\frac{h}{2(t_2^2-t_1^2)}$.

Problem 37 — small sphere in free fall with positions X Y

Answer: D · Soluzioni (PDF)

Q38. Il diagramma mostra la posizione di un corpo su traiettoria rettilinea (da $0$ a $60\text{m}$ nei primi $5\text{s}$). La velocità media nei primi $5\text{s}$ è… A) $0$; B) $12$; C) $20$; D) $40$; E) $80$ (${\text{m s}}^{-1}$).

Quesito 38 — grafico posizione in funzione del tempo moto rettilineo

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

Q38. The diagram shows the position of a body on a straight-line trajectory (from $0$ to $60\text{m}$ in the first $5\text{s}$). The average velocity in the first $5\text{s}$ is… A) $0$; B) $12$; C) $20$; D) $40$; E) $80$ (${\text{m s}}^{-1}$).

Problem 38 — position-versus-time graph for straight-line motion

Answer: B · Soluzioni (PDF)

Q39. Un raggio di luce incide su uno specchio sferico (concavo); $F$ e $C$ sono fuoco e centro di curvatura. Il raggio riflesso passerà dal punto… A) R; B) F; C) Q; D) C; E) P. [Raggio parallelo all’asse ⇒ riflesso per il fuoco.]

Quesito 39 — raggio luce su specchio sferico con fuoco F e centro C

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

Q39. A ray of light strikes a spherical mirror (concave); $F$ and $C$ are the focus and the center of curvature. The reflected ray will pass through the point… A) R; B) F; C) Q; D) C; E) P. [Ray parallel to the axis ⇒ reflected through the focus.]

Question 39 — light ray on a spherical mirror with focus F and center C

Answer: C · Soluzioni (PDF)

Q40. Quattro circuiti (A, B, C, D) con amperometro, due voltmetri $V_1$, $V_2$ e resistori. In quale coppia di circuiti le letture dei due voltmetri e dell’amperometro possono essere corrette? A) A e B; B) B e C; C) C e D; D) A e D; E) B e E.

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Quesito 40 — quattro circuiti elettrici con voltmetri e amperometro

Topic: Circuits Metodi: Kirchhoff’s Laws Competenze: Diagrammatic Reasoning, Physical Reasoning Objects: Resistor Fonte: Testo (PDF) — p.4 Risposta: D · Soluzioni (PDF)

Q40. Four circuits (A, B, C, D) with an ammeter, two voltmeters $V_1$, $V_2$ and resistors. In which pair of circuits can the readings of the two voltmeters and of the ammeter be correct? A) A and B; B) B and C; C) C and D; D) A and D; E) B and E.

standing wave generator reflecting wall

Question 40 — four electrical circuits with voltmeters and ammeter

Answer: D · Soluzioni (PDF)