OII 1998 1° Livello Quiz

Q1. Un recipiente a tenuta contiene del gas rarefatto (gas perfetto in buona approssimazione); la pressione viene misurata a diverse temperature e i dati riportati in un grafico in funzione della temperatura. Quale dei seguenti grafici si troverà? [Cinque grafici $P$ vs $T_C$ (°C) A–E; quello corretto è una retta crescente che NON passa per l’origine, intercettando l’asse $P$ a un valore positivo a $T_C=0$.]

Topic: Thermodynamics Metodi: Ideal Gas Law Competenze: Diagrammatic Reasoning Objects: Gas, Container Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: D

Q1. A sealed container holds rarefied gas (a perfect gas to a good approximation); the pressure is measured at various temperatures and the data are plotted on a graph as a function of temperature. Which of the following graphs will be found? [Five graphs $P$ vs $T_C$ (°C) A–E; the correct one is an increasing straight line that does NOT pass through the origin, intercepting the $P$ axis at a positive value at $T_C=0$.]

Answer: D

Q2. Due onde $M$ e $N$ si sovrappongono in un punto; il grafico dello spostamento risultante in funzione del tempo è $R$ (in alto). Lo spostamento della sola onda $N$ è il grafico in basso ($N$, sinusoidale). Tra i grafici A–E, quale descrive meglio lo spostamento in funzione del tempo dell’onda $M$? [NB: tutti i grafici sono riferiti alla stessa scala. Per $M=R-N$, il grafico corretto è una sinusoide la cui ampiezza/fase rende $M+N=R$.]

Topic: Oscillations & Waves Metodi: Superposition Principle Competenze: Diagrammatic Reasoning Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.2 Risposta: B

Q2. Two waves $M$ and $N$ overlap at a point; the graph of the resulting displacement as a function of time is $R$ (at the top). The displacement of wave $N$ alone is the graph at the bottom ($N$, sinusoidal). Among graphs A–E, which one best describes the displacement as a function of time of wave $M$? [NB: all graphs refer to the same scale. For $M=R-N$, the correct graph is a sinusoid whose amplitude/phase makes $M+N=R$.]

Answer: B

Q3. La figura rappresenta il diagramma delle forze agenti su un oggetto nelle situazioni seguenti: 1 — una sfera di metallo che cade nel vuoto; 2 — un satellite in orbita attorno alla Terra; 3 — una palla in quiete sul tavolo del biliardo.

Diagramma delle forze sull’oggetto: una sola forza, il peso, diretta verso il basso.

Quali affermazioni sono corrette? A) Tutte e tre; B) Solo la 1 e la 2; C) Solo la 2 e la 3; D) Solo la 1; E) Solo la 3.

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Free-Body Diagram Competenze: Physical Reasoning Objects: Sphere, Satellite, Ball Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: B

Q3. The figure represents the force diagram acting on an object in the following situations: 1 — a metal sphere falling in a vacuum; 2 — a satellite in orbit around the Earth; 3 — a ball at rest on a billiard table.

Force diagram on the object: a single force, weight, directed downward.

Which statements are correct? A) All three; B) Only 1 and 2; C) Only 2 and 3; D) Only 1; E) Only 3.

Answer: B

Q4. Un oscillatore di massa $m$ e costante elastica $k$ si muove su un piano senza attrito; le posizioni estreme dell’oscillazione sono $x_1$ e $x_2$. Quale grafico rappresenta meglio l’energia totale $T$ dell’oscillatore in funzione della posizione $x$? [Cinque grafici $T$–$x$ A–E; quello corretto è una retta orizzontale (energia costante).]

Topic: Oscillations & Waves Metodi: Energy Conservation Method Competenze: Diagrammatic Reasoning Objects: Spring Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: E

Q4. A mass oscillator $m$ and elastic constant $k$ moves on a plane without friction; the extreme positions of oscillation are $x_1$ and $x_2$. Which graph best represents the total energy $T$ of the oscillator in relation to the position $x$? [Five graphs $T$–$x$ AE; the correct one is a horizontal straight line (constant energy).]

Topic: Oscillations & Waves Metodi: Energy Conservation Method Competenze: Diagrammatic Reasoning Objects: Spring Fonte: Testo (PDF) — p.3 Answer: E

Q5. Quale unità di misura può essere usata per esprimere il prodotto fra la pressione di un gas e la variazione del suo volume? A) newton; B) newton × secondo; C) newton × metro; D) newton/metro quadro; E) watt.

Topic: Thermodynamics Metodi: Dimensional Analysis Competenze: Unit Conversion Objects: Gas Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: C

Q5. Which unit of measurement can be used to express the product of the pressure of a gas and the change in its volume? A) newton; B) newton × second; C) newton × meter; D) newton/square meter; E) watt.

Answer: C

Q6. Due isotopi radioattivi $X$ e $Y$ decadono in isotopi stabili, con tempi di dimezzamento $T_X=2t_0$ e $T_Y=3t_0$ ($t_0$ intervallo noto). A un certo istante i numeri di atomi radioattivi nei campioni di $X$ e $Y$ sono nel rapporto $2:1$. Dopo quanto tempo i due campioni conterranno lo stesso numero di atomi di isotopo radioattivo? A) $t_0$; B) $2t_0$; C) $3t_0$; D) $6t_0$; E) $8t_0$.

secchio in rotazione su corda

cinque diagrammi forze oggetto opzioni A-E

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

Q6. Two radioactive isotopes $X$ and $Y$ decay into stable isotopes, with half-lives $T_X=2t_0$ and $T_Y=3t_0$ ($t_0$ known interval). At a certain instant the numbers of radioactive atoms in the samples of $X$ and $Y$ are in the ratio $2:1$. After how much time will the two samples contain the same number of radioactive isotope atoms? A) $t_0$; B) $2t_0$; C) $3t_0$; D) $6t_0$; E) $8t_0$.

bucket rotating on a rope

five force diagrams object options A-E

Answer: D

Q7. Agli elettrodi di un tubo a raggi X viene applicata una d.d.p. $V$. Qual è il minimo valore di $V$ necessario per produrre raggi X di lunghezza d’onda $\lambda$? A) $\frac{hf}{\lambda }$; B) $\frac{hc}{e\lambda }$; C) $\frac{h\lambda }{ec}$; D) $\frac{h\lambda }{e}$; E) $\frac{h\lambda }{cf}$.

Topic: Modern-Quantum Physics Metodi: Photon Energy Relation Competenze: Mathematical Modeling Objects: Photon, Electron Fonte: Testo (PDF) — p.4 Risposta: B

Q7. A potential difference $V$ is applied to the electrodes of an X-ray tube. What is the minimum value of $V$ needed to produce X-rays of wavelength $\lambda$? A) $\frac{hf}{\lambda }$; B) $\frac{hc}{e\lambda }$; C) $\frac{h\lambda }{ec}$; D) $\frac{h\lambda }{e}$; E) $\frac{h\lambda }{cf}$.

Answer: B

Q8. Tra due oggetti, posti a una certa distanza, agisce la forza di gravità. Se vengono raddoppiate sia la massa di ciascun oggetto sia la distanza, la forza gravitazionale risulta moltiplicata per un fattore pari a… A) $\frac{1}{4}$; B) $\frac{1}{2}$; C) $1$; D) $2$; E) $4$.

Topic: Gravitation Metodi: Newton’s Law of Gravitation Competenze: Physical Reasoning Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: C

Q8. Between two objects, placed at a certain distance, the force of gravity acts. If both the mass of each object and the distance are doubled, the gravitational force turns out to be multiplied by a factor equal to… A) $\frac{1}{4}$; B) $\frac{1}{2}$; C) $1$; D) $2$; E) $4$.

Answer: C

Q9. Un secchio legato a una corda è posto in rotazione uniforme su un piano orizzontale; un oggetto rimane contro il fondo ruvido, senza cadere sulla parete. Quale diagramma rappresenta meglio le forze agenti sull’oggetto in un riferimento solidale con il terreno? [Cinque diagrammi A–E con frecce su un cubetto; quello corretto mostra peso (giù), reazione del fondo (verso il centro/destra) e attrito (su), risultante centripeta orizzontale.]

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Free-Body Diagram Competenze: Diagrammatic Reasoning Objects: Container, String Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: A

Q9. A bucket tied to a rope is set into uniform rotation on a horizontal plane; an object remains against the rough bottom, without falling onto the wall. Which diagram best represents the forces acting on the object in a reference frame fixed to the ground? [Five diagrams A–E with arrows on a small block; the correct one shows weight (down), normal reaction of the bottom (toward the center/right) and friction (up), with a horizontal centripetal resultant.]

Answer: A

Q10. La Terra, di massa $M$, esercita una forza $F$ sulla Luna, di massa $m$. L’intensità della forza esercitata dalla Luna sulla Terra è… A) $F$; B) $(m/M)F$; C) $(M/m)F$; D) $(m/M{)}^{1/2}F$; E) $(m/M{)}^{2}F$.

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

Q10. The Earth, of mass $M$, exerts a force $F$ on the Moon, of mass $m$. The magnitude of the force exerted by the Moon on the Earth is… A) $F$; B) $(m/M)F$; C) $(M/m)F$; D) $(m/M{)}^{1/2}F$; E) $(m/M{)}^{2}F$.

Answer: A

Q11. Quale dei seguenti valori rappresenta la stima migliore del numero di molecole presenti nell’aria contenuta in una cabina telefonica? A) $10^{17}$; B) $10^{20}$; C) $10^{23}$; D) $10^{26}$; E) $10^{29}$.

Topic: Order-of-Magnitude Estimation Metodi: Order-of-Magnitude Estimation, Ideal Gas Law Competenze: Estimation & Approximation Objects: Gas Fonte: Testo (PDF) — p.4 Risposta: D

Q11. Which of the following values represents the best estimate of the number of molecules present in the air contained in a telephone booth? A) $10^{17}$; B) $10^{20}$; C) $10^{23}$; D) $10^{26}$; E) $10^{29}$.

Answer: D

Q13. (con tabella: $63°\text{C}\to 2\text{mV}$, $T\to 5\text{mV}$, $126°\text{C}\to 9\text{mV}$) Su intervalli non troppo grandi la f.e.m. di una termocoppia è funzione lineare della differenza di temperatura tra le giunzioni; la giunzione fredda è a temperatura costante. Quanto vale $T$? A) $84°\text{C}$; B) $90°\text{C}$; C) $91°\text{C}$; D) $98°\text{C}$; E) $99°\text{C}$.

Topic: Thermodynamics Metodi: Experimental Data Analysis Competenze: Mathematical Modeling Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.4 Risposta: B

Q13. *(with table: $63°\text{C}\to 2\text{mV}$, $T\to 5\text{mV}$, $126°\text{C}\to 9\text{mV}$) * At intervals not too large the f.e.m. of a thermocouple is a linear function of the temperature difference between the joints; the cold joint is at a constant temperature. Quanto vale $T$? A) $84°\text{C}$; B) $90°\text{C}$; C) $91°\text{C}$; D) $98°\text{C}$; E) $99°\text{C}$.

Topic: Thermodynamics Metodi: Experimental Data Analysis Competenze: Mathematical Modeling Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.4 Risposta: B

Q14. Un oggetto è posto a $12\text{cm}$ da una lente sottile convessa di lunghezza focale $4\text{cm}$. In quale posizione si forma l’immagine? A) A $6\text{cm}$ a sinistra della lente; B) a $6\text{cm}$ a destra; C) a $8\text{cm}$ a destra; D) a $10\text{cm}$ a destra; E) a $12\text{cm}$ a sinistra.

Topic: Geometric Optics Metodi: Thin Lens & Mirror Equation Competenze: Mathematical Modeling Objects: Lens Fonte: Testo (PDF) — p.2 Risposta: B

Q14. An object is placed at $12\text{cm}$ from a thin convex lens with focal length $4\text{cm}$. At what position is the image formed? A) At $6\text{cm}$ to the left of the lens; B) at $6\text{cm}$ to the right; C) at $8\text{cm}$ to the right; D) at $10\text{cm}$ to the right; E) at $12\text{cm}$ to the left.

Answer: B

Q15. Tre piccole sfere cariche $S_1$, $S_2$, $S$ sono ai vertici di un triangolo rettangolo; la distanza tra $S_1$ e $S$ è maggiore di quella tra $S_2$ e $S$. Sulla sfera $S$ agisce la forza ${\vec{F}}_0$ indicata (a $45°$, verso l’alto-destra). Se si scambiano le posizioni di $S_1$ e $S_2$, quale diagramma mostra correttamente la forza complessiva $\vec{F}$ su $S$ (rimasta fissa)? [Cinque diagrammi A–E; corretto: forza diretta in basso a sinistra, formando con $S{S}_1$ un angolo minore di $45°$.]

Topic: Electrostatics Metodi: Coulomb’s Law, Vector Decomposition Competenze: Diagrammatic Reasoning Objects: Point Charge Fonte: Testo (PDF) — p.6 Risposta: C

Q15. Three small charged spheres $S_1$, $S_2$, $S$ are at the vertices of a right triangle; the distance between $S_1$ and $S$ is greater than that between $S_2$ and $S$. On sphere $S$ acts the force ${\vec{F}}_0$ indicated (at $45°$, directed up-right). If the positions of $S_1$ and $S_2$ are swapped, which diagram correctly shows the total force $\vec{F}$ on $S$ (which has remained fixed)? [Five diagrams A–E; correct: force directed down-left, forming with $S{S}_1$ an angle smaller than $45°$.]

Answer: C

Q16. Un anello $R$ del peso di $10\text{N}$ è appeso a una corda fissata negli estremi $P$ e $Q$ a un asse orizzontale; la corda forma angoli di $30°$ con l’asse. Qual è la tensione della corda? A) $5\text{N}$; B) $5\sqrt{3}\text{N}$; C) $10\text{N}$; D) $10\sqrt{3}\text{N}$; E) $20\text{N}$.

Topic: Rigid Body Statics Metodi: Free-Body Diagram Competenze: Mathematical Modeling Objects: String Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: C

Q16. A ring $R$ weighing $10\text{N}$ is hung from a rope fixed at its ends $P$ and $Q$ to a horizontal axis; the rope forms angles of $30°$ with the axis. What is the tension of the rope? A) $5\text{N}$; B) $5\sqrt{3}\text{N}$; C) $10\text{N}$; D) $10\sqrt{3}\text{N}$; E) $20\text{N}$.

Answer: C

Q17. Tre sottili lastre metalliche $L$, $M$, $N$ parallele; $M$ (centrale) è collegata a terra, su $L$ e $N$ sono distribuite cariche positive uguali. Quale grafico rappresenta la componente $x$ del campo elettrico $\vec{E}$ lungo l’asse $x$? [Cinque grafici $E$–$x$ A–E con $L$, $M$, $N$ in ascissa; corretto: campo uniforme verso $M$ in entrambi i tratti, con segno opposto nei due tratti (grafico a gradino antisimmetrico) ⇒ E.]

Topic: Electrostatics Metodi: Superposition Principle Competenze: Diagrammatic Reasoning Objects: Capacitor Fonte: Testo (PDF) — p.6 Risposta: E

Three thin metal plates $L$, $M$, $N$ parallel; $M$ (central) is grounded, on $L$ and $N$ equal positive loads are distributed. What graph represents the $x$ component of the electric field $\vec{E}$ along the $x$ axis? [Five graphs $E$–$x$ AE with $L$, $M$, $N$ in the axis; corrected: uniform field towards $M$ on both sides, marked opposite on both sides (antysymmetric step graph) ⇒ E.]

Topic: Electrostatics Metodi: Superposition Principle Competenze: Diagrammatic Reasoning Objects: Capacitor Fonte: Testo (PDF) — p.6 Answer: E

Q18. Un aeroplano si muove in un piano verticale a velocità costante lungo un arco di traiettoria circolare di raggio $R$. Nel punto più alto il pilota si sente senza peso. Qual è la velocità dell’aereo in quel punto? A) $gR$; B) $\sqrt{gR}$; C) $g/R$; D) $\sqrt{g/R}$; E) $2gR$.

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

Q18. An airplane moves in a vertical plane at constant speed along a circular arc trajectory of radius $R$. At the highest point the pilot feels weightless. What is the speed of the airplane at that point? A) $gR$; B) $\sqrt{gR}$; C) $g/R$; D) $\sqrt{g/R}$; E) $2gR$.

Answer: B

Q19. Un contenitore chiuso è isolato termicamente da pareti costituite da due strati di diversi materiali $R$ e $S$. Lo spessore di $R$ (interno) è il doppio di quello di $S$. Temperature: interna $+0.5°\text{C}$, alla giunzione $0°\text{C}$, esterna $-2.0°\text{C}$. Determinare il rapporto fra la conducibilità termica di $R$ e quella di $S$. A) $1$; B) $2$; C) $4$; D) $8$; E) $16$.

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

Q19. A closed container is thermally insulated by walls made of two layers of different materials $R$ and $S$. The thickness of $R$ (inner) is twice that of $S$. Temperatures: internal $+0.5°\text{C}$, at the junction $0°\text{C}$, external $-2.0°\text{C}$. Determine the ratio between the thermal conductivity of $R$ and that of $S$. A) $1$; B) $2$; C) $4$; D) $8$; E) $16$.

Answer: D

Q20. Una forza di $50\text{N}$ agisce per $2\text{s}$ su un corpo di massa $1\text{kg}$, mentre questo si sposta di $10\text{m}$. L’impulso trasferito al corpo è… A) $1000{\text{kg m s}}^{-1}$; B) $500$; C) $100$; D) $50$; E) $10{\text{kg m s}}^{-1}$.

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Impulse-Momentum Theorem Competenze: Physical Reasoning Objects: Block Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: C

Q20. A force of $50\text{N}$ acts for $2\text{s}$ on a body of mass $1\text{kg}$, while it moves by $10\text{m}$. The impulse transferred to the body is… A) $1000{\text{kg m s}}^{-1}$; B) $500$; C) $100$; D) $50$; E) $10{\text{kg m s}}^{-1}$.

Answer: C

Q21. Una palla viene lanciata in aria verso l’alto; la traiettoria (asimmetrica) è schematizzata con i punti $X$, $Y$ (sommità), $Z$. Tra i punti $X$, $Y$, $Z$ la velocità della palla è massima… A) nel punto $X$; B) nel punto $Y$; C) nel punto $Z$; D) nei punti $X$ e $Y$; E) nei punti $X$ e $Z$.

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

Q21. A ball is thrown upward into the air; the trajectory (asymmetric) is schematized with the points $X$, $Y$ (top), $Z$. Among the points $X$, $Y$, $Z$ the speed of the ball is maximum… A) at point $X$; B) at point $Y$; C) at point $Z$; D) at points $X$ and $Y$; E) at points $X$ and $Z$.

Answer: A

Q22. L’amperometro $A_3$ in figura indica una corrente di $6\text{A}$. Il circuito ha due rami in parallelo con $R_2=10\Omega$ (su $A_2$) e $R_1=5\Omega$ (su $A_1$). L’amperometro $A_1$ indicherà… A) $2\text{A}$; B) $3\text{A}$; C) $4\text{A}$; D) $5\text{A}$; E) $6\text{A}$.

Topic: Circuits Metodi: Kirchhoff’s Laws Competenze: Mathematical Modeling Objects: Resistor, Galvanometer Fonte: Testo (PDF) — p.6 Risposta: C

Q22. The ammeter $A_3$ in the figure indicates a current of $6\text{A}$. The circuit has two parallel branches with $R_2=10\Omega$ (across $A_2$) and $R_1=5\Omega$ (across $A_1$). The ammeter $A_1$ will indicate… A) $2\text{A}$; B) $3\text{A}$; C) $4\text{A}$; D) $5\text{A}$; E) $6\text{A}$.

Answer: C

Q23. Due dinamometri diversi $X$ e $Y$ sono attaccati uno all’altro; $Y$ è vincolato a un muro, $X$ è tirato con forza $F$ in verso opposto. La costante elastica della molla di $X$ è doppia di quella di $Y$ e il rapporto delle lunghezze a riposo è $1.5$; i dinamometri sono tarati in newton. Quale forza si legge su $Y$ se $X$ indica $4\text{N}$? A) $0$; B) $4\text{N}$; C) $6\text{N}$; D) $8\text{N}$; E) $12\text{N}$.

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Hooke’s Law Competenze: Physical Reasoning Objects: Spring Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: B

Q23. Two different dynamometers $X$ and $Y$ are attached to each other; $Y$ is fixed to a wall, $X$ is pulled with force $F$ in the opposite direction. The spring constant of the spring of $X$ is twice that of $Y$ and the ratio of the rest lengths is $1.5$; the dynamometers are calibrated in newtons. What force is read on $Y$ if $X$ indicates $4\text{N}$? A) $0$; B) $4\text{N}$; C) $6\text{N}$; D) $8\text{N}$; E) $12\text{N}$.

Answer: B

Q24. (richiede la tabella delle costanti) Per un oggetto che parte da fermo e cade liberamente sotto la sola forza di gravità, l’energia cinetica è proporzionale… A) al prodotto tra tempo di caduta e distanza percorsa; B) alla velocità; C) al quadrato della distanza percorsa; D) al quadrato del tempo di caduta; E) al tempo di caduta.

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Kinematic Equations, Conservation of Energy Competenze: Physical Reasoning Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: D

Q24. (requires the table of constants) For an object that starts from rest and falls freely under the sole force of gravity, the kinetic energy is proportional… A) to the product of the fall time and the distance traveled; B) to the velocity; C) to the square of the distance traveled; D) to the square of the fall time; E) to the fall time.

Answer: D

Q25. (richiede la tabella delle costanti) Quale, fra le seguenti unità, ha la stessa dimensione del “farad”? A) ${\Omega }^{-1}\text{s}$; B) $\Omega {\text{s}}^{-1}$; C) $\Omega \text{s}$; D) $\Omega {\text{s}}^2$; E) ${\Omega }^2\text{s}$.

Topic: Electrostatics Metodi: Dimensional Analysis Competenze: Unit Conversion Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.6 Risposta: A

Q25. (requires the table of constants) Which of the following units has the same dimension as the “farad”? A) ${\Omega }^{-1}\text{s}$; B) $\Omega {\text{s}}^{-1}$; C) $\Omega \text{s}$; D) $\Omega {\text{s}}^2$; E) ${\Omega }^2\text{s}$.

Answer: A

Q26. Un impulso si propaga su una corda nella direzione positiva dell’asse $x$; lo spostamento dei punti a un certo istante è una forma triangolare con $P$ punto della corda (sul fronte di discesa, davanti al picco). Quale grafico rappresenta lo spostamento del punto $P$ in funzione del tempo? [Cinque grafici $s$–$t$ A–E; quello corretto mostra una salita ripida seguita da una discesa più dolce.]

Topic: Oscillations & Waves Metodi: Wave Equation Competenze: Diagrammatic Reasoning Objects: String Fonte: Testo (PDF) — p.2 Risposta: B

Q26. An impulse propagates over a rope in the positive direction of the $x$ axis; the displacement of points at a given moment is a triangular shape with $P$ rope point (on the descent front, in front of the peak). What graph represents the time shift of the point $P$? [Five graphs $s$–$t$ AE; the correct one shows a steep climb followed by a smoother descent.]

Topic: Oscillations & Waves Metodi: Wave Equation Competenze: Diagrammatic Reasoning Objects: String Fonte: Testo (PDF) — p.2 Answer: B

Q28. Nel circuito $R_1=R_2=1\text{M}\Omega$ e $C_1=C_2=1\mu \text{F}$; l’interruttore $S$ è inizialmente aperto e $C_2$ scarico. Quando $S$ viene chiuso: 1 — la corrente in $R_2$ assume inizialmente $0.1\text{mA}$ e diminuisce fino a zero; 2 — la carica su $C_1$ diminuisce inizialmente ma poi ritorna al valore originario; 3 — la carica finale su $C_2$ sarà la metà di quella su $C_1$. Quale affermazione è corretta? A) Tutte; B) solo 1 e 2; C) solo 2 e 3; D) solo la 1; E) solo la 3.

Topic: Circuits Metodi: Kirchhoff’s Laws Competenze: Physical Reasoning Objects: Resistor, Capacitor, Switch Fonte: Testo (PDF) — p.6 Risposta: B

Q28. In the circuit $R_1=R_2=1\text{M}\Omega$ and $C_1=C_2=1\mu \text{F}$; the switch $S$ is initially open and $C_2$ uncharged. When $S$ is closed: 1 — the current in $R_2$ is initially $0.1\text{mA}$ and decreases to zero; 2 — the charge on $C_1$ initially decreases but then returns to its original value; 3 — the final charge on $C_2$ will be half of that on $C_1$. Which statement is correct? A) All; B) only 1 and 2; C) only 2 and 3; D) only 1; E) only 3.

Answer: B

Q29. Un corpo carico positivamente e isolato viene avvicinato a una sfera metallica collegata a terra, senza toccarla. Allora: 1 — la sfera si carica negativamente; 2 — il corpo carico perde carica positiva; 3 — la sfera acquista un potenziale negativo rispetto a terra. Quale affermazione è corretta? A) Tutte; B) solo 1 e 2; C) solo 2 e 3; D) solo la 1; E) solo la 3.

Topic: Electrostatics Metodi: — Competenze: Physical Reasoning Objects: Conducting Sphere Fonte: Testo (PDF) — p.6 Risposta: D

Q29. A positively charged and isolated body is brought near a metal sphere connected to ground, without touching it. Then: 1 — the sphere becomes negatively charged; 2 — the charged body loses positive charge; 3 — the sphere acquires a negative potential with respect to ground. Which statement is correct? A) All; B) only 1 and 2; C) only 2 and 3; D) only 1; E) only 3.

Answer: D

Q30. (con tabella dei calori specifici: Alluminio $0.92$, Argento $0.25$, Ferro $0.42$, Piombo $0.13$, Rame $0.38{\text{J g}}^{-1}{\text{K}}^{-1}$) Un campione di $10\text{g}$ di ciascun metallo viene riscaldato fornendo $100\text{J}$. In quale metallo si riscontrerà il maggiore aumento di temperatura? A) Alluminio; B) Rame; C) Piombo; D) Ferro; E) Argento.

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

Q30. (with table of specific heats: Aluminum $0.92$, Silver $0.25$, Iron $0.42$, Lead $0.13$, Copper $0.38{\text{J g}}^{-1}{\text{K}}^{-1}$) A sample of $10\text{g}$ of each metal is heated by supplying $100\text{J}$. In which metal will the greatest temperature increase be observed? A) Aluminum; B) Copper; C) Lead; D) Iron; E) Silver.

Answer: C

Q31. Un oggetto di massa $1\text{kg}$ è in caduta libera nell’atmosfera a velocità costante. La forza di resistenza dell’aria sull’oggetto vale circa… A) $0.1\text{N}$; B) $1\text{N}$; C) $10\text{N}$; D) $100\text{N}$; E) $1000\text{N}$.

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

Q31. An object of mass $1\text{kg}$ is in free fall in the atmosphere at constant velocity. The air resistance force on the object is approximately… A) $0.1\text{N}$; B) $1\text{N}$; C) $10\text{N}$; D) $100\text{N}$; E) $1000\text{N}$.

Answer: C

Q32. Doppia fenditura ($P$ e $Q$) di fronte a uno schermo, illuminata tramite una fenditura $R$ da sorgente $S$ monocromatica con $\lambda =6.0\times 10^{-7}\text{m}$. In $O$ c’è la frangia centrale (differenza di cammino nulla); in $X$ si osserva la terza frangia scura. La differenza $PX-QX$ vale… A) $0.9\times 10^{-6}\text{m}$; B) $1.2\times 10^{-6}$; C) $1.5\times 10^{-6}$; D) $1.8\times 10^{-6}$; E) $2.1\times 10^{-6}\text{m}$.

Topic: Wave Optics Metodi: Interference & Diffraction Analysis Competenze: Mathematical Modeling Objects: Slit, Screen Fonte: Testo (PDF) — p.2 Risposta: C

Q32. Double slit ($P$ and $Q$) in front of a screen, illuminated through a slit $R$ by a monochromatic source $S$ with $\lambda =6.0\times 10^{-7}\text{m}$. At $O$ there is the central fringe (zero path difference); at $X$ the third dark fringe is observed. The difference $PX-QX$ is… A) $0.9\times 10^{-6}\text{m}$; B) $1.2\times 10^{-6}$; C) $1.5\times 10^{-6}$; D) $1.8\times 10^{-6}$; E) $2.1\times 10^{-6}\text{m}$.

Answer: C

Q33. Due impulsi si propagano in versi opposti su una stessa corda ($A$ verso destra, cresta; $B$ verso sinistra, ventre); dopo un secondo i punti di massimo spostamento $A$ e $B$ si trovano in $P$. Quale figura rappresenta meglio la forma della corda dopo $2$ secondi? [Cinque figure A–E; corretta: i due impulsi si sono attraversati e scambiati di posto, $A$ a destra e $B$ a sinistra.]

cinque grafici P vs T_c opzioni A-E

grafici onde R e N sovrapposte

cinque grafici onda risultante opzioni A-E

Topic: Oscillations & Waves Metodi: Superposition Principle Competenze: Diagrammatic Reasoning Objects: String Fonte: Testo (PDF) — p.2 Risposta: D

Q33. Two pulses propagate in opposite directions on the same rope ($A$ to the right, crest; $B$ to the left, trough); after one second the points of maximum displacement $A$ and $B$ are located at $P$. Which figure best represents the shape of the rope after $2$ seconds? [Five figures A–E; correct: the two pulses have passed through each other and swapped places, $A$ on the right and $B$ on the left.]

five graphs P vs T_c options A-E

graphs of waves R and N superimposed

five graphs of the resulting wave options A-E

Answer: D

Q34. La variazione di energia interna di un gas è $\Delta U=Q-W$, con $Q$ energia fornita per riscaldamento e $W$ lavoro fatto dal gas. Quale affermazione è corretta per un gas perfetto? 1 — $\Delta U=-W$ se il gas si espande adiabaticamente; 2 — $\Delta U=Q$ se è riscaldato a volume costante; 3 — $\Delta U=0$ se si espande a temperatura costante. A) Sono tutte corrette; B) solo la 1 e la 2; C) solo la 2 e la 3; D) solo la 1; E) solo la 3.

Topic: Thermodynamics Metodi: First Law of Thermodynamics Competenze: Physical Reasoning Objects: Gas Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: A

Q34. The change in internal energy of a gas is $\Delta U=Q-W$, with $Q$ energy supplied by heating and $W$ work done by the gas. Which statement is correct for a perfect gas? 1 — $\Delta U=-W$ if the gas expands adiabatically; 2 — $\Delta U=Q$ if it is heated at constant volume; 3 — $\Delta U=0$ if it expands at constant temperature. A) They are all correct; B) only 1 and 2; C) only 2 and 3; D) only 1; E) only 3.

Answer: A

Q35. Nel circuito la resistenza interna della batteria è trascurabile; $R_1$ in serie con $R_2$, e questo gruppo in parallelo con $R_3$ (entrambi variabili). La potenza dissipata in $R_1$… A) aumenta se $R_2$ aumenta; B) aumenta se $R_3$ aumenta; C) aumenta se $R_2$ diminuisce; D) aumenta se $R_3$ diminuisce; E) è indipendente da $R_2$.

lente convessa con oggetto e scala

sfere cariche S1 S2 S ai vertici triangolo

cinque diagrammi forza F su sfera S

anello R appeso a corda tra P e Q

tre lastre metalliche L M N parallele

cinque grafici campo elettrico E vs x

aereo in traiettoria circolare raggio R

sezione parete contenitore isolante R e S

traiettoria parabolica palla punti X Y Z

circuito con amperometri A1 A2 A3

due dinamometri X Y collegati da molle

impulso su corda con punto P istantanea

cinque grafici spostamento P vs tempo

rifrazione luce in tre mezzi paralleli

circuito RC con interruttore S

doppia fenditura P Q e schermo X

due impulsi A e B su corda punto P

cinque forme corda dopo 2 secondi A-E

circuito con batteria e tre resistori

due piani inclinati con masse m e 2m

grafico velocità v vs tempo t

cinque schemi sasso in rotazione circolare

Topic: Circuits Metodi: Kirchhoff’s Laws Competenze: Physical Reasoning Objects: Resistor, Battery Fonte: Testo (PDF) — p.6 Risposta: C

Q35. In the circuit the internal resistance of the battery is negligible; $R_1$ in series with $R_2$, and this group in parallel with $R_3$ (both variable). The power dissipated in $R_1$… A) increases if $R_2$ increases; B) increases if $R_3$ increases; C) increases if $R_2$ decreases; D) increases if $R_3$ decreases; E) is independent of $R_2$.

convex lens with object and scale

charged spheres S1 S2 S at the vertices of a triangle

five force diagrams F on sphere S

ring R suspended from a rope between P and Q

three parallel metal plates L M N

five graphs of electric field E vs x

airplane on a circular trajectory of radius R

wall section of insulating container R and S

parabolic trajectory of a ball at points X Y Z

circuit with ammeters A1 A2 A3

two dynamometers X Y connected by springs

pulse on a rope with point P at an instant

five graphs of displacement P vs time

refraction of light in three parallel media

RC circuit with switch S

double slit P Q and screen X

two pulses A and B on a rope at point P

five rope shapes after 2 seconds A-E

circuit with battery and three resistors

two inclined planes with masses m and 2m

graph of velocity v vs time t

five diagrams of a stone in circular rotation

Answer: C

Q36. Due oggetti di massa $m$ e $2m$, inizialmente fermi, scivolano lungo due piani inclinati di diversa inclinazione partendo dalla stessa altezza $h_0$; attrito trascurabile. Quale affermazione NON è corretta? A) Nella discesa un oggetto perde il doppio dell’energia potenziale dell’altro; B) entrambi hanno la stessa velocità in fondo; C) entrambi impiegano lo stesso tempo a raggiungere il fondo; D) l’accelerazione dell’oggetto sul piano a destra è maggiore di quella sul piano a sinistra; E) l’energia cinetica dei due oggetti in fondo è diversa.

Topic: Conservation of Energy Metodi: Conservation of Energy Competenze: Physical Reasoning Objects: Inclined Plane, Block Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: C

Q36. Two objects of mass $m$ and $2m$, initially at rest, slide along two inclined planes with different inclinations starting from the same height $h_0$; negligible friction. Which statement is NOT correct? A) During the descent one object loses twice the potential energy of the other; B) both have the same speed at the bottom; C) both take the same time to reach the bottom; D) the acceleration of the object on the right plane is greater than that on the left plane; E) the kinetic energy of the two objects at the bottom is different.

Answer: C

Q37. Se il raggio della Terra dovesse diminuire e la sua massa rimanere costante, uno sperimentatore sulla superficie osserverebbe che… A) tutti gli orologi a pendolo rallenterebbero; B) il peso di un oggetto misurato con una bilancia a molla diminuirebbe; C) il periodo di oscillazione di un oggetto sospeso a una molla rimarrebbe inalterato; D) il periodo di rotazione della Luna intorno alla Terra diminuirebbe; E) il valore della costante gravitazionale $G$ aumenterebbe.

Topic: Gravitation Metodi: Newton’s Law of Gravitation Competenze: Physical Reasoning Objects: Planet, Pendulum, Spring Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: C

Q37. If the Earth’s radius were to decrease and its mass remain constant, an experimenter on the surface would observe that… A) all pendulum clocks would slow down; B) the weight of an object measured with a spring scale would decrease; C) the oscillation period of an object suspended from a spring would remain unchanged; D) the period of the Moon’s rotation around the Earth would decrease; E) the value of the gravitational constant $G$ would increase.

Answer: C

Q38. Quale formula rappresenta meglio la relazione tra il periodo $y$ di un satellite in orbita circolare e il raggio $R$ dell’orbita ($x=R$), se la costante $b$ può essere nulla? A) $y=ax+b$; B) $y^2=a{x}^3+b$; C) $y=a{x}^2+b$; D) $y^{-1}=ax+b$; E) $y^{-1}=a{x}^2+b$.

Topic: Gravitation Metodi: Kepler’s Laws Competenze: Mathematical Modeling Objects: Satellite Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: B

Q38. Which formula best represents the relationship between the period $y$ of a satellite in circular orbit and the radius $R$ of the orbit ($x=R$), if the constant $b$ can be zero? A) $y=ax+b$; B) $y^2=a{x}^3+b$; C) $y=a{x}^2+b$; D) $y^{-1}=ax+b$; E) $y^{-1}=a{x}^2+b$.

Answer: B

Q39. Un grafico $v$–$t$ (parabola, da $0$ a $40\text{s}$, max a $t=20\text{s}$) descrive un moto rettilineo. Quale affermazione è una corretta interpretazione del grafico? A) Nei primi $20\text{s}$ l’oggetto accelera e percorre $200\text{m}$; B) l’accelerazione aumenta nei primi $20\text{s}$ ed è massima a $v=10{\text{m s}}^{-1}$; C) l’accelerazione a $t=10\text{s}$ è uguale a quella a $t=30\text{s}$; D) l’oggetto decelera negli ultimi $20\text{s}$ e la decelerazione è più rapida alla fine di tale intervallo; E) il modulo della velocità a $10\text{s}$ è uguale a quello a $30\text{s}$ ma il verso è opposto.

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

Q39. Un grafico $v$–$t$ (parabola, da $0$ a $40\text{s}$, max a $t=20\text{s}$) descrive un moto rettilineo. What statement is a correct interpretation of the graph? (a) In the first $20\text{s}$ the object accelerates and travels $200\text{m}$; (b) the acceleration increases in the first $20\text{s}$ and is maximum at $v=10{\text{m s}}^{-1}$; (c) the acceleration at $t=10\text{s}$ is equal to that at $t=30\text{s}$; (d) the object decelerates in the last $20\text{s}$ and the deceleration is faster at the end of that interval; (e) the speed module at $10\text{s}$ is equal to that at $30\text{s}$ but the direction is opposite.

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

Q40. Un sasso, attaccato a uno spago, viene fatto girare su un piano verticale; nella posizione indicata lo spago si rompe e il sasso vola via. Quale disegno schematizza meglio il tratto iniziale del moto? [Cinque schemi A–E; quello corretto mostra una traiettoria tangente alla circonferenza nel punto di rottura.]

diagramma forze sfera in caduta

oscillatore massa-molla su piano

cinque grafici energia T vs posizione x

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

Q40. A stone, attached to a string, is swung in a vertical plane; in the position shown the string breaks and the stone flies away. Which drawing best schematizes the initial part of the motion? [Five diagrams A–E; the correct one shows a trajectory tangent to the circle at the point of breaking.]

force diagram of a sphere falling

mass-spring oscillator on a plane

five graphs of energy T vs position x

Answer: C