FÍSICA 2020

1. Un estudiante toma datos del desempeño de dos ciclistas que montan bicicletas con ruedas de diferentes radios. En la tabla se muestran los resultados obtenidos:

Radio de la rueda de la bicicleta (cm)

Ciclista Número de vueltas que da la rueda de la bicicleta en 5 segundos

Velocidad del ciclista (cm/s)

30 1 3 113,0

2 5 188,4

40 1 3 150,7

2 5 251,2

¿Cuál pregunta puede contestarse basándose en los resultados obtenidos? A. ¿Qué velocidad alcanza un ciclista respecto al radio y número de vueltas/segundos de las ruedas de su bicicleta? B. ¿Qué velocidad alcanza un ciclista respecto al tamaño, peso y número de ruedas de su bicicleta? C. ¿Qué esfuerzo debe realizar un ciclista para que su bicicleta alcance el valor máximo de velocidad? D. ¿Qué esfuerzo debe realizar un ciclista para que el número de vueltas/segundos que da la rueda de su bicicleta sea máximo? 2. Un grupo de investigadores estudió la velocidad promedio de los vehículos en una ciudad, entre las 7 y 8 a.m., antes y después de implementar una ley de restricción vehicular. Para ello, se midió la velocidad de los vehículos durante ese periodo y se sacó el promedio. Los resultados se muestran en la tabla:

Velocidad promedio

Antes de la ley 42,5 Km/h

Después de la ley 51,1 Km/h

¿Cuál de los siguientes carteles comunica mejor la investigación?

A. ¿Cómo cambia la velocidad promedio de los vehículos antes y después de la ley de restricción vehicular?

Procedimiento:

Velocidad promedio

Antes de la ley 42,5 Km/h

Después de la ley 51,1 Km/h Conclusiones:

La velocidad de los automóviles aumentó después de la ley de restricción vehicular

Resultados: Se mide la velocidad de los automóviles en once avenidas de la ciudad entre las 7 y 8 a.m. Se calcula el promedio de esta velocidad y se comparan los promedios antes y después de la implementación de la ley de restricción vehicular.

B. La velocidad de los automóviles aumentó después de la ley de restricción vehicular Procedimiento: ¿Cómo cambia la velocidad promedio de los vehículos antes y después de la ley de restricción vehicular? Resultados: Se mide la velocidad de los automóviles en once avenidas de la ciudad entre las 7 y 8 a.m. Se calcula el promedio de esta velocidad y se comparan los promedios antes y después de la implementación de la ley de restricción vehicular Conclusiones:

Velocidad promedio

Antes de la ley 42,5 Km/h

Después de la ley 51,1 Km/h

C. ¿Cómo cambia la velocidad promedio de los vehículos antes y después de la ley de restricción vehicular?

Procedimiento: Se mide la velocidad de los automóviles en once avenidas de la ciudad entre las 7 y 8 a.m. Se calcula el promedio de esta velocidad y se comparan los promedios antes y después de la implementación de la ley de restricción vehicular.

Resultados:

Velocidad promedio

Antes de la ley 42,5 Km/h

Después de la ley 51,1 Km/h Conclusiones:

La velocidad de los automóviles aumentó después de la ley de restricción vehicular

D. Resultados:

Velocidad promedio

Antes de la ley 42,5 Km/h

Después de la ley 51,1 Km/h Conclusiones:

La velocidad de los automóviles aumentó después de la ley de restricción vehicular

Procedimiento: Se mide la velocidad de los automóviles en once avenidas de la ciudad entre las 7 y 8 a.m. Se calcula el promedio de esta velocidad y se comparan los promedios antes y después de la implementación de la ley de restricción vehicular ¿Cómo cambia la velocidad promedio de los vehículos antes y después de la ley de restricción vehicular?

3. La suspensión de un carro tiene resortes que se comprimen cuando las personas se suben. Cuantas más personas se suben al carro, mayor es la comprensión de los resortes, como se observa en la siguiente tabla:

Número de personas que se suben al vehículo Comprensión de los resortes (cm)

1 3

2 6

3 9

4 ¿?

De acuerdo con la tabla, ¿cuántos cm se comprimirán los resortes si se suben 4 personas al carro? A. 12 cm B. 9 cm C. 6 cm D. 3 cm

4. Una bala se lanza hacia un bloque suspendido por un hilo de masa despreciable, como muestra la figura.

Un estudiante concluye que la altura que alcanzan el bloque y la bala después del choque, se relaciona con la

masa de la bala, la masa del bloque, la velocidad de la bala (V) y la aceleración gravitacional (g), según la siguiente

expresión:

¿Qué sucede con h si se aumenta la masa del bloque, manteniendo constantes los demás parámetros? A. Aumenta B. Disminuye C. Es cero D. No cambia 5. Un dinamómetro es un instrumento que se utiliza para medir fuerzas. Cuanto más se estira el resorte del dinamómetro, mayor es la fuerza que se ejerce sobre este. En la siguiente figura se muestra un dinamómetro en dos situaciones. En la primera, un objeto atado al dinamómetro cuelga en el aire y en la segunda, el objeto sumergido en agua.

Los estudiantes notan que la fuerza registrada por el dinamómetro es menor en la situación 2 que en la situación 1. ¿Cuál es la fuerza que hace que ocurra esto? A. La fricción. B. La normal. C. El empuje. D. El peso. 6. Un grupo de estudiantes quiere determinar la densidad del aceite de cocina. Después de revisar la bibliografía al respecto, encuentran que la densidad de una sustancia se define como:

Densidad = Masa / Volumen. Con base en la información anterior, ¿cuáles de los siguientes instrumentos

permitirían determinar la masa y el volumen del aceite de cocina? A. Balanza y cronómetro. B. Un vaso de precipitado y un pocillo. C. Cronómetro y pocillo. D. Balanza y vaso de precipitado. 7. Cuando se vierte líquido en un tubo en U, el líquido mantendrá la misma altura (H) en ambos brazos del tubo, porque la presión atmosférica (Pat) es la misma a ambos lados, como se observa a continuación:

Cualquier incremento de la presión en uno de los brazos quedará expresado así:

Pf - Pat = d*g(Hf – H) Donde Pf es la presión final sobre el líquido d es la densidad del líquido g es la aceleración de la gravedad Hf es la altura final que alcanza el líquido ¿Cuál de las siguientes opciones es una predicción correcta del modelo anterior?

A. Si la presión en uno de los brazos aumenta, el líquido se desplazará hacia el otro lado del tubo. B. La densidad del líquido aumentará, si se comprime al ejercer presión a lado y lado del tubo. C. La acción de la gravedad aumentará, cuando aumente la presión a lado y lado del líquido. D. Si hay mayor presión de un lado del tubo, entonces la diferencia de presiones disminuye. 8. En la tabla se muestran los puntos de fusión y ebullición de 4 sustancias:

Sustancia Punto de Fusión (°C) Punto de Ebullición (°C)

Plata 962 2.162

Mercurio -39 357

Acetaldehído -123 21

Agua 0 100

Si se calientan en 4 recipientes separados cada una de las anteriores sustancias hasta una temperatura de 200°C, ¿Cuáles de las sustancias se mantienen en el recipiente en estado sólido o líquido? A. Acetaldehído y Agua B. Mercurio y Agua C. Plata y Acetaldehído D. Plata y Mercurio. 9. En un ambiente de 20 °C permanece una persona que tiene una temperatura de 33 °C y toca una taza con café a 40 °C, como se observa en la figura:

Si la persona siente un aumento de temperatura en su mano, ¿cuál es la dirección del flujo de calor para que esto ocurra? A. De la mano a la taza con café. B. Del ambiente a la mano. C. De la taza con café a la mano. D. De la taza con café al ambiente. 10. Un termómetro está compuesto por un tubo de vidrio que en su interior contiene un nivel de mercurio, tal como se muestra en la imagen:

Un estudiante observa que el termómetro indica una temperatura inicial de 20 °C. Si se eleva la temperatura del termómetro hasta los 50 °C a medida que transcurre el tiempo, ¿qué le ocurre al mercurio? A. Se contrae el mercurio. B. Se evapora el mercurio. C. Se expande el mercurio. D. Ebulle el mercurio. 11. El calor específico indica la cantidad de calor (en Joules (J)) que se debe agregar a 1 g de una sustancia para elevar su temperatura 1 °C. En la tabla se muestran los valores del calor específico para 4 sólidos.

Sólido Calor específico (J/g.°C)

Aluminio 0,90

Hierro 0,46

Cobre 0,39

Oro 0,13

Teniendo en cuenta lo anterior, si se tienen 1 g de cada sólido, ¿cuál de los sólidos necesita mayor energía para aumentar 1 °C su temperatura? A. Cobre. B. Oro. C. Aluminio. D. Hierro. 12. Daniela tiene una esfera de madera y otra de hierro, y las mete en agua hirviendo por un minuto. Después de un minuto las saca y mide su temperatura, cómo se observa en la figura:

¿Qué puede probar Daniela con su experimento? A. Que el hierro se transforma en madera al calentarlo. B. Que la esfera de hierro se calienta más rápido que la de madera. C. Que las esferas cambian de composición al calentarse en agua. D. Que las esferas se vuelven cuadradas al calentarse con bastante agua 13. Sobre el fuego de una estufa, una estudiante pone un recipiente que contiene un líquido (ver figura). Desde el tiempo t0 a t1, la estudiante deja que el líquido absorba calor, y que su temperatura y volumen aumenten conservando la presión. A partir de t1 y hasta t2, la estudiante tapa el recipiente para impedir el cambio de volumen en el líquido:

¿Qué ocurre con la presión del líquido en los intervalos t0 a t1 y t1 a t2? A. De t0 a t1 permanece constante, y de t1 a t2 disminuye. B. De t0 a t1 disminuye, y de t1 a t2 aumenta. C. De t0 a t1 permanece constante, y de t1 a t2 aumenta. D. De t0 a t1 aumenta, y de t1 a t2 disminuye. 14. En la tabla, se muestran las variaciones de presión de una cantidad fija de un gas en un recipiente cerrado variando la temperatura, pero manteniendo las demás condiciones sin variar:

Temperatura (K) Presión (atm)

298 1

323 2

373 4

Doris quiere explicar este comportamiento y recurre a la ley de los gases ideales:

P*V = n*R*T Donde P es la presión, V es el volumen, n es el número de moles, R es la constante de los gases ideales y T es la temperatura. Con base en la información anterior, y teniendo en cuenta la ley de los gases ideales, ¿cómo cambia el comportamiento del gas cuando aumenta la temperatura en el recipiente? A. Aumenta el número de moles del gas. B. Disminuye el volumen del gas. C. Aumenta la presión del gas. D. Disminuye la densidad del gas. 15. En un experimento se tomaron medidas de la variación del volumen (∆V) de un cubo de un material elástico (respecto a un volumen de referencia), de su temperatura (T) y de la presión (P) a la que se sometía. Los datos del experimento se muestran en la tabla:

P (atm)

1,0 T (°C) 32 35 40

∆V (cm3) 1,1 1,6 1,9

1,1 T (°C) 31 36 39

∆V (cm3) 0,9 1,2 1,4

1,3 T (°C) 29 33 38

∆V (cm3) 0,7 0,8 1,0

Teniendo en cuenta la información anterior, ¿cuál de los siguientes sería el título más apropiado para esta tabla? A. Variación del volumen con la temperatura a diferentes presiones. B. Comportamiento de la temperatura y el volumen a diferentes presiones. C. Comportamiento de la temperatura con la presión a diferentes volúmenes. D. Variación del volumen y la presión a diferentes temperaturas.

16. Un estudiante lee en un libro que la energía mecánica de una esfera que cae por una rampa ubicada en aire depende únicamente de su altura en la rampa y de la velocidad que tiene la esfera a esa altura. El estudiante realiza un experimento en el que dispone de dos rampas iguales para dejar una esfera en dos medios, como se observa en la siguiente figura:

Teniendo en cuenta la información anterior, ¿cómo debe ser la energía mecánica de la esffera al estar en la parte más baja de las rampas, en los dos medios? A. La energía mecánica de la esfera debe ser la misma, porque los medios tienen el mismo volumen dentro del recipiente. B. La energía mecánica de la esfera debe ser diferente, porque el medio afecta la velocidad de la esfera. C. La energía mecánica de la esfera debe ser la misma, porque las rampas tienen la misma altura. D. La energía mecánica de la esfera debe ser diferente, porque se deja caer en diferentes momentos. 17. Una esfera se suelta desde lo alto de una rampa sin fricción y pasa por los puntos 1, 2 y 3, como lo muestra la siguiente figura:

Si la energía total se conserva, y se usan las siguientes convenciones que aparecen antes de las opciones, ¿cuál es la gráfica en función del tiempo que describe el movimiento de la bola?

18. El salto alto con garrocha es un deporte que consiste en saltar la mayor altura posible superando un listón, con la ayuda de una vara; el saltador corre unos metros, clava la vara en el suelo y se impulsa hasta superar el listón, después de lo cual suelta la vara y cae sobre una colchoneta, como se muestra en la figura:

A partir de la información anterior, ¿cuáles transformaciones de energía se dan en todo el proceso del salto con garrocha? A. Energía potencial-Energía cinética-Energía potencial.

A

B

C

D

B. Energía cinética-Energía potencial- Energía cinética. C. Energía cinética- Energía eléctrica-Energía potencial. D. Energía potencial-Energía cinética-Energía térmica. 19. Marcial lee que el torque se da cuando se aplica una fuerza en algún punto de un cuerpo y este tiende a realizar un movimiento de rotación respecto a otro punto. Marcial analiza que cuando una persona monta en bicicleta ejerce una fuerza (F) en el pedal hacia abajo, como muestra la figura:

Si Marcial quiere medir el torque que permite el desplazamiento de la bicicleta, ¿cuál de los siguientes puntos de la bicicleta es el más adecuado para hacerlo? A. El extremo inferior de la cadena. B. El centro de la rueda delantera. C. El centro del plato. D. El centro del manubrio. 20. Un cuerpo con velocidad V1 colisiona con un cuerpo quieto de igual masa. Los dos cuerpos se mueven de una forma rectilínea uniforme, como se muestra en la figura:

Teniendo en cuenta que en el proceso se conserva el momentum total del sistema, ¿por qué después del choque los cuerpos se mueven de forma rectilínea uniforme? A. Porque el movimiento era rectilíneo acelerado antes del choque. B. Porque NO hay fuerzas externas después del choque. C. Porque solo hay fuerza de atracción después del choque. D. Porque el movimiento era curvilíneo acelerado antes del choque. 21. Un estudiante lee en un libro que las partes de una onda sonora se representan de la manera como se muestra en la gráfica 1.

El estudiante realiza un experimento en el que emite una onda de sonido y la hace incidir sobre caucho y plastilina. Después de efectuar la medición de la onda al interior de cada material, construye las gráficas 2 y 3.

De acuerdo con los resultados, ¿qué características de la onda se modifica al cambiar de material? A. La línea de equilibrio. B. La longitud de onda. C. La ubicación de las crestas. D. La amplitud de la onda. 22. Unos investigadores se preguntan si varía la velocidad del sonido cuando la densidad del medio de propagación cambia. Ellos realizan un experimento y obtienen los resultados que se muestran en la tabla:

Densidad del medio (g/cm3) Velocidad del sonido (m/s)

0,01 343

1,00 1.505

2,70 5.090

7,80 6.099

Con base en los resultados, el grupo de investigadores concluye que la velocidad del sonido en el medio de propagación si depende de su densidad. De acuerdo con lo anterior, ¿existe evidencias suficientes para respaldar la conclusión de los investigadores? A. Sí, porque los resultados muestran que cuando la densidad del medio aumenta, la velocidad del sonido disminuye. B. No, porque los resultados muestran que la densidad del medio si cambia, pero la velocidad del sonido es la misma. C. Sí, porque los resultados muestran que cuando la densidad del medio aumenta, la velocidad del sonido aumenta. D. No, porque los resultados muestran que la densidad del medio se mantiene constante y la velocidad del sonido aumenta. 23. Un estudiante construye el circuito de la figura con tres bombillos con resistencias de distinto valor, por lo cual cada uno alumbra con diferente intensidad.

Teniendo en cuenta la forma como se conectan los bombillos, ¿por cuáles de los puntos señalados en el circuito circula la misma corriente? A. Por los puntos II, III y IV. B. Por los puntos II y IV. C. Por los puntos I y IV. D. Por los puntos I, II y III. 24. La figura muestra un circuito formado por tres bombillos conectados en paralelo (L1, L2 Y L3), una batería y un interruptor M.

Teniendo en cuenta la información anterior, ¿qué bombillo se apagarán al abrir el interruptor M? A. L1 y L3 porque NO tienen interruptores independientes como lo tiene L2. B. Solo L2 porque se invertiría la dirección de la corriente que circula por el circuito. C. Solo L2 porque este dejaría de tener conexión con el polo negativo de la batería. D. L1 y L3 porque dejarían de tener la corriente suficiente para prender.

25. Un estudiante quiere encender el bombillo de un circuito, el cual tiene un espacio para ubicar una resistencia, como se muestra en la figura:

Él tiene 4 objetos para usar como resistencias, y cada uno de ellos tiene diferentes características, como se muestra en la tabla:

Objeto Material Sección transversal (mm2) Longitud (cm)

1 Madera 200 7,2

2 Metal 200 7,2

3 Madera 75 20,3

4 Metal 75 20,3

El estudiante lee en un libro que la alta resistividad de un material permite un paso de corriente menor: Él sabe que la corriente que pasa por un objeto es menor cuando su sección transversal disminuye y su longitud aumenta. Y que los metales son mejores conductores de electricidad que la madera. Si el estudiante desea la resistencia más alta, con los objetos que tiene disponibles, ¿cuál objeto debe elegir como resistencia? A. El objeto 3. B. El objeto 2. C. El objeto 4. D. El objeto 1.

26. Se tiene un circuito compuesto por un alambre fijo, una bombilla, una batería y un alambre removible, como se muestra en la figura:

Se quiere determinar cuál es el alambre removible más adecuado para que la bombilla alumbre más. Se sabe que cuando el alambre ofrece mayor resistencia, la intensidad lumínica de la bombilla es menor. Por tanto, se desarrolló un experimento para comprobar la resistencia en función de la longitud para dos alambres, iguales de anchos, pero de dos materiales diferentes, y se obtuvieron los resultados que se muestran en la siguiente gráfica:

Teniendo en cuenta la información anterior, ¿cuál es la manera más adecuada para presentar el experimento?

A. PROCEDIMIENTO: PREGUNTA: ¿La longitud del cable es adecuado para el circuito? HIPÓTESIS: Cuanto más largo el cable menor intensidad tiene la luz de la bombilla. COMPROBACIÓN: Medir la longitud de diferentes cables y probarlos en el mismo circuito. RESULTADOS: El cable más corto es el más adecuado

B.

C.

D.