Física 11 – 11.º ano
TESTE GLOBAL
NOME: _____________________________ ________________________________________ _____________ __ N.º: N .º: ___ TURMA: ___ ANO LETIVO:_____/____ PROFESSOR: _______________________ _________________________________ _______________________ _____________________ ________ DATA: _____/_____/_____ _____/_____/_____
Para responder aos itens de escolha múltipla, selecione a única opção (A, B, C ou D) que permite obter uma afirmação correta ou responder corretamente à questão colocada. Nos itens de construção de cálculo, apresente todas as etapas de resolução, explicitando todos os cálculos efetuados e apresentando todas as justificações e/ou conclusões solicitadas. Considere, para módulo da aceleração da gravidade (g), o valor de 10 m s -2.
GRUPO I 1. As road trips – viagens por estradas em que as descobertas ao longo do caminho são mais importantes do que o destino final – são comuns nos EUA. Uma delas é a chamada Route 61, também conhecida como Rota do Blues. Começa na cidade de Nova Orleães, no Luisiana, e cruza vários
estados terminando na cidade de Wyoming, estado do Minnesota. São 1900 quilómetros por uma região que transborda história, misticismo, belas paisagens e música.
1.1. Na Route 61 entre Clarkddale (Mississippi) e Mênfis (Tennessee) existe um troço retilíneo de 49 km de comprimento. A família Santos inicia no seu automóvel o movimento no quilómetro 32, deslocando-se até ao quilómetro 45, onde muda o sentido do movimento e desloca-se até ao quilómetro 18. A componente escalar do deslocamento () e a distância percorrida () sobre a trajetória retilínea são, respetivamente, A. 12 km 12 km e 49 km. B. -18 km e 95 km. 95 km. C. 40 km e -12 km. D. -14 km e km e 40 km.
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1.2. A família Santos observou um casal norte-americano a passear o seu bebé ao longo de um trajeto retilíneo. O gráfico seguinte relaciona a posição do carrinho de bebé ao longo do tempo.
Gráfico posição-tempo 30,0 m / o ã ç i s o p
20,0 10,0 0,0 -10,0 -20,0 0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
tempo / s
1.2.1. Selecione a única opção que contém os termos que preenchem, sequencialmente, os espaços em branco, de modo a obter uma afirmação cientificamente correta. O carrinho de bebé esteve em repouso _____________, tendo-se deslocado no sentido negativo do referencial no intervalo de tempo ________________ e, em média, foi mais rápido no intervalo de tempo _____________ .
A. B. C. D.
… nos instantes 0,0 s; 30,0 s e 54,0 s … [15,0 ; 40,0] s … [0,0 ; 10,0] s … nos instantes 0,0 s; 30,0 s e 54,0 s … [30,0 ; 54,0] s … [15,0 ; 40,0] s … no intervalo de tempo [10,0 ; 15,0] s … [15,0 ; 40,0] s … [0,0 ; 10,0] s … no intervalo de tempo [10,0 ; 15,0] s … [30,0 ; 54,0] s … [15,0 ; 40,0] s
1.2.2. O valor da aceleração do carrinho de bebé nos primeiros 10,0 s do movimento foi A. 0,0 m s-1
B. 0,0 m s-2
C. 2,0 m s-1
D. 2,0 m s-2
2. Antes do início de um jogo de futebol, o árbitro atira uma moeda ao ar para escolher o campo de cada equipa e quem dá o pontapé de saída. A moeda foi -1
atirada verticalmente para cima com uma velocidade inicial de 5,0 m s .
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2.1. Durante a subida, a moeda segue uma trajetória retilínea, o módulo da velocidade varia linearmente com o tempo e a aceleração tem sentido contrário ao do movimento. Como designa este tipo de movimento? 2.2. Determine a altura máxima atingida pela moeda.
3. A família Silva, a residir na cidade de Viana do Castelo, resolveu fazer bolos de coco. Um dos filhos, que gosta de física, pediu uma forminha à sua mãe, deixou-a cair na vertical, filmou essa queda e, com software de vídeoanálise adequado, obteve os gráficos velocidade-tempo e posiçãotempo do movimento da forminha.
Gráfico posição-tempo
2,20 2,00 1,80 1,60 m1,40 / o 1,20 ã ç i 1,00 s o p 0,80
0,60 0,40 0,20 0,00 0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
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1,4
1,6
1,8 2,0 tempo / s
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1 -
Gráfico velocidade-tempo
3,00
s m2,00 / v
1,00 0,00 0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
-1,00
1,6
1,8
t / s
2,0
-2,00 -3,00
3.1.Indique a altura de que foi largada a forminha. 3.2.Determine, a partir do gráfico posição-tempo, a velocidade terminal. 3.3.Tendo por base o gráfico velocidade-tempo, indique o valor médio da velocidade terminal.
GRUPO II 1. O asteroide Ida (4,2x1016 kg) tem um pequeno satélite (outro asteroide chamado Dactyl ) que o orbita, descrevendo trajetórias circulares, com velocidade de módulo igual a 18 km h -1.
1.1. Calcule a distância a que o pequeno asteroide orbita o Fonte NASA: http://neo.jpl.nasa.gov/images/ida2.jpg
centro de massa do asteroide Ida.
1.2. Se Dactyl reduzisse a sua massa para metade, A. B. C. D.
a distância a que orbitaria Ida reduzir-se-ia para metade. o período orbital reduzir-se-ia para metade. a força exercida por Dactyl em Ida reduzir-se-ia para metade. a aceleração de Dactyl reduzir-se-ia para metade.
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GRUPO III 1. O diagrama representa o gráfico de uma onda de pressão na atmosfera num dado instante (onda sonora).
1.1. Identifique a grandeza física representada no gráfico pela letra Y. _________________________________________________________________________________
1.2. Relativamente ao período e ao comprimento de onda, pode afirmar-se que à periodicidade A. B. C. D.
temporal de uma onda está associado ao comprimento de onda. espacial de uma onda está associado à amplitude da onda. temporal de uma onda está associado à frequência da onda. espacial de uma onda está associado ao comprimento de onda.
1.3. Sabendo que metade do comprimento de X é de 0,100 m e que a frequência da onda é de 1700 Hz, calcule, com 3 algarismos significativos, a velocidade de propagação da onda, relacionando-a com o período.
1.4. Considere uma onda eletromagnética com o mesmo comprimento desta onda sonora. Identifique três diferenças nas características destes dois tipos de onda. Adaptado do Exame Nacional 2006, 1.ª fase.
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GRUPO IV 1. Os efeitos elétricos que ocorrem nas vizinhanças de cargas elétricas são associados à existência de um campo elétrico no local, que interage com a carga de prova. Um exemplo típico é a interação do cabelo de uma pessoa com uma escova quando está a pentear o cabelo, pois as cargas elétricas da escova interagem com os cabelos, deixando-os eriçados. Campos elétricos ocorrem, naturalmente, no quotidiano. 1.1. Um outro exemplo é o de algumas vezes haver pequenos choques elétricos quando há contacto com automóveis.
Estes choques são devidos ao facto de os automóveis (e/ou as pessoas) estarem eletricamente carregados. Sobre a natureza dos corpos (carregados ou neutros), considere as afirmações a seguir e indique a alternativa correta. A. Se um corpo está carregado, então o número de cargas elétricas negativas e positivas é o mesmo. B. Ao adquirirem carga elétrica, dois corpos neutros, de materiais diferentes, adquirem cargas elétricas opostas, devido ao princípio de conservação das cargas elétricas. C. Se um corpo não tem carga elétrica, então não possui cargas elétricas. D. Um corpo neutro é aquele que não tem cargas elétricas. 1.2. Num corpo, o balanço entre o número de protões ( ) e o número de eletrões ( ) é dado por:
Selecione a única opção que contém os termos que preenchem, sequencialmente, os espaços em branco, de modo a obter uma afirmação cientificamente correta. Num corpo, quando , , o corpo é eletricamente _____________ e quando , , o corpo é eletricamente _____________ .
A. B. C. D.
… positivo … positivo … neutro … positivo … negativo … negativo … neutro … negativo
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1.3. As linhas de campo, também designadas linhas de força, consistem em linhas imaginárias num campo de forças que permitem que a direção e a intensidade do campo possam ser visualizadas. Foram inicialmente usadas nos campos
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elétrico e magnético. No esquema estão representadas duas cargas elétricas, e q2, muito próximas entre si e as linhas de campo elétrico.
1.3.1. Os sinais das cargas elétricas podem ser: A. >0 e q2>0 B. <0 e q2>0 C. >0 e q2<0 D. <0 e q2<0 1.3.2. A unidade SI de campo elétrico é: A. -1 ou B. ou C. -1 D.
GRUPO V 1. A figura representa um raio de luz a passar de um meio 1 (água) para um meio 2 (ar), proveniente de uma lanterna mantida dentro de uma piscina. Os índices de refração absolutos do ar e da água são, respetivamente, 1,0 e 1,3.
meio 2 (ar) A meio 1 (água)
1.1.Verifique se os raios de luz da lanterna sofrem reflexão total. 1.2.Selecione a expressão que permite determinar a velocidade de propagação do raio de luz no interior da água. A. m s-1
.
m s-1
C.
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m s-1
D.
m s-1
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2. Numa atividade laboratorial, um grupo de alunos investigou o fenómeno da difração. Os alunos utilizaram uma placa de difração com 3 redes de difração (100 linhas/mm, 300 linhas/mm e 600 linhas/mm), apontadores de luz LASER de cores diferentes, um alvo, uma régua graduada e suportes.
2.1. Trabalhando na obscuridade, os alunos apontaram a luz LASER, de cor verde, perpendicularmente à placa de difração, primeiro na rede de 100 linhas/mm, depois na de 300 linhas/minutos e finalmente na de 600 linhas/mm. As figuras seguintes mostram as zonas iluminadas no alvo branco.
Rede de difração: 100 linhas/mm
Rede de difração: 300 linhas/mm
Rede de difração: 600 linhas/mm
A partir das observações, indique a relação entre o aumento do número de linhas por mm e as zonas iluminadas.
2.2. O apontador de luz LASER azul não tinha qualquer informação sobre o comprimento de onda dessa luz, pelo que os alunos decidiram determinar esse valor. Para esse efeito, utilizaram uma rede difração de característica conhecida, 100 linhas/mm, e fizeram incidir o feixe luminoso sobre a rede, que se encontrava a 2,00 m do alvo. A figura mostra o resultado obtido.
2.2.1. Indique, em micrómetros, a distância entre duas fendas consecutivas, , da rede de difração utilizada pelos alunos.
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2.2.2. Os alunos mediram as sucessivas distâncias entre os pontos de máximo , e e o ponto de máximo , de acordo com o esquema da figura 1. A tabela indica essas medidas.
Ordem ()
/ cm
1 2 3
(±0,05 cm) 8,10 16,30 24,50
Figura 1
A partir da expressão sen (sendo a ordem do máximo e o ângulo entre a direção perpendicular à rede e a direção da linha que passa pelo ponto luminoso e pelo ponto de incidência do feixe na rede de difração) e utilizando os máximos , e , determine o valor mais provável do comprimento de onda da luz do laser. Apresente o resultado em nanómetros.
FIM Cotações
Física Questões Cotações
GRUPO I
GRUPO II
1.1 1.2.1 1.2.2 2.1 2.2 3.1 3.2 3.3 1.1
7
7
7
7 14 7 10 7
14
GRUPO III
GRUPO IV
GRUPO V
Total
1.2 1.1 1.2 1.3 1.4 1.1 1.2 1.3.1 1.3.2 1.1 1.2 2.1 2.2.1 2.2.2
7
7
7 14 14
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7
7
7
7
10
7
7
7
12
200
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CORREÇÃO E CRITÉRIOS ESPECÍFICOS DE CLASSIFICAÇÃO GRUPO I 1. 1.1
D ......................................................................................................................................... 7 pontos
1.2.1 C ......................................................................................................................................... 7 pontos 1.2.2 B ......................................................................................................................................... 7 pontos 2. 2.1
Movimento retilíneo uniformemente retardado .................................................................... 7 pontos
2.2
.......................................................................................................................................... 14 pontos Etapas de resolução: A) Utilização do sentido positivo de baixo para cima ........................................................ 2 pontos B) Determinação do tempo de subida ............................................................................... 6 pontos
s
C) Determinação da altura máxima ................................................................................... 6 pontos
m
3. 3.1
............................................................................................................................. 7 pontos
3.2
............................................................................................................................................ 10 pontos
Etapas de resolução: A) Pares de valores retirados do gráfico, do intervalo [0,4; 1,6] s .................................... 4 pontos s e s
B) Cálculo da velocidade terminal (componente escalar) .................................................. 6 pontos
3.3
-
- ......................................................................................................................... 7 pontos
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GRUPO II 1. 1.1
.......................................................................................................................................... 14 pontos Etapas de resolução: A) Cálculo da força centrípeta .......................................................................................... 5 pontos
B) Cálculo da força gravítica ............................................................................................... 5 pontos
C) Cálculo da distância ........................................................................................................ 4 pontos [Como se supõe que a única força que atua em Dactyl é a força gravítica exercida por Ida e que lhe impõe uma trajetória circular, conclui-se que a força centrípeta é a força gravítica. Igualando as equações anteriores, vem]
1.2
C ......................................................................................................................................... 7 pontos
GRUPO III 1. 1.1
Y: amplitude da onda ............................................................................................................ 7 pontos
1.2
D ......................................................................................................................................... 7 pontos
1.3
.......................................................................................................................................... 14 pontos Etapas de resolução: A) Determinação do comprimento de onda ...................................................................... 4 pontos
B) Determinação do período .............................................................................................. 4 pontos
C) Cálculo da velocidade..................................................................................................... 4 pontos
-
D) Indicação da velocidade com 3 algarismos significativos .............................................. 2 pontos -
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1.4
.......................................................................................................................................... 14 pontos A resposta integra três dos tópicos de referência seguintes ou outros de conteúdo equivalente: A) As ondas sonoras não se propagarem no vácuo, ao contrário das ondas eletromagnéticas. B) As frequências das duas ondas são diferentes. C) As velocidades de propagação das ondas são diferentes. D) As ondas sonoras são longitudinais e as ondas eletromagnéticas são transversais. Nível 6 5 4 3 2 1
Descritores do nível de desempenho no domínio específico da disciplina A resposta integra os três tópicos de referência com organização coerente dos conteúdos e linguagem científica adequada. A resposta integra os três tópicos de referência com falhas na organização de conteúdos ou na utilização da linguagem científica. A resposta integra dois dos dois tópicos de referência com organização coerente dos conteúdos e linguagem científica adequada. A resposta integra dois dos tópicos de referência com falhas na organização de conteúdos ou na utilização da linguagem científica. A resposta apresenta um dos dois tópicos de referência com organização coerente dos conteúdos e linguagem científica adequada. A resposta apresenta um dos tópicos de referência com falhas na utilização da linguagem científica.
Pontuação 14 12 9 7 4 2
GRUPO IV 1. 1.1
B ......................................................................................................................................... 7 pontos
1.2
B .......................................................................................................................................... 7 pontos
1.3.1 A ......................................................................................................................................... 7 pontos 1.3.2 A ......................................................................................................................................... 7 pontos
GRUPO V 1. 1.1
.......................................................................................................................................... 10 pontos Etapas de resolução: A) Determinação do ângulo de incidência ......................................................................... 6 pontos
B) Conclusão ....................................................................................................................... 4 pontos Como o ângulo de incidência (o é superior ao valor do ângulo limite ( o , vai ocorrer reflexão total. 1.2
D ......................................................................................................................................... 7 pontos
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2. 2.1
À medida que aumenta o número de linhas, aumenta o alargamento/espaçamento das zonas
iluminadas ..................................................................................................................................... 7 pontos 2.2.1 ........................................................................................................................... 7 pontos 2.2.2 ......................................................................................................................................... 12 pontos Etapas de resolução: A) Determinação dos valores de sen ............................................................................. 4 pontos B) Determinação dos ...................................................................................................... 4 pontos Ordem ()
/ cm
sen
/ nm
1
8,10
0,04047
404,7
2
16,30
0,08123
406,2
3
24,50
0,12160
405,3
C) Determinação do valor mais provável de , em nm: 405,4 nm .................................... 4 pontos
TOTAL ........................................................................................................................................ 200 pontos
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