Liceo Scientifico Statale A. Volta, Torino Anno scolastico 2014 / 2015
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1 Liceo Scientifico Statale A. Volta, Torino Anno scolastico 2014 / 2015 V E R I F I C A D I F I S I C A_FORMATIVA CLASSE 4 Sez. B DATA : ALUNNO: VALUTAZIONE: Test (rispondi e argomenta ciascuna risposta) 1 La differenza fra la scala Celsius e la scala assoluta delle temperature consiste nel fatto che: A la scala Celsius è centigrada, la scala assoluta no. B la scala assoluta è centigrada, la scala Celsius no. C la scala Celsius esprime la temperatura a partire da una temperatura di riferimento. D le due scale assegnano valori diversi alla temperatura di fusione del ghiaccio. 2 Qual è l ordine di grandezza dell allungamento di un asta metallica lunga 1 m, quando la sua temperatura aumenta di 100 C? ( = K -1 ) A 100 mm B 10 mm C 1 mm D 0,1 mm 3 La legge di Boyle stabilisce che: A se la temperatura rimane costante, il prodotto del volume occupato da un gas per la sua pressione rimane costante. B se la pressione rimane costante, il prodotto del volume occupato da un gas per la sua temperatura rimane costante. C se il volume rimane costante, il prodotto della temperatura di un gas per la sua pressione rimane costante. D se la massa rimane costante, il rapporto fra il volume occupato dal gas e la sua pressione rimane costante. 4 La seconda legge di Gay-Lussac stabilisce che: A a pressione costante, il volume del gas è direttamente proporzionale alla sua temperatura assoluta. B a pressione costante, il volume del gas è inversamente proporzionale alla sua temperatura assoluta. C a volume costante, la pressione del gas è direttamente proporzionale alla sua temperatura assoluta. D a volume costante, la pressione del gas è inversamente proporzionale alla sua temperatura assoluta. 5 A pressione e temperatura fissati, il volume occupato da un gas è: A inversamente proporzionale al prodotto pt. B direttamente proporzionale al prodotto pt. C inversamente proporzionale al numero di moli del gas. D direttamente proporzionale al numero di moli del gas. : Termologia, Termodinamica. Problemi + esercizi dal libro sui temi corrispondenti. 1 Un asta di metallo si allunga dello 0,40% per un aumento di temperatura di 500 K. Calcola i coefficienti di dilatazione lineare e cubica del metallo di cui è fatta l asta. 2 Una certa quantità di gas perfetto si trova alla temperatura di 65 C, alla pressione di 340 kpa e occupa un volume di 37 L. Qual è il numero di molecole contenute nel gas? Quale pressione avrebbe il gas se si dimezzasse il volume del contenitore, mantenendo costante la temperatura? FISICA 4B Pagina 1 di 20
2 3 Calcola a quale temperatura il volume di un gas perfetto è 22 dm 3, sapendo che a 85 C e alla stessa pressione il volume è 44 dm 3. Consegne : a) Quando è possibile, eseguire le rappresentazioni grafiche con precisione. b) Curare la forma espositiva usando la terminologia scientifica c) Tempo concesso per l esecuzione : 60 minuti Liceo Scientifico Statale A. Volta, Torino Anno scolastico 2014 / 2015 V E R I F I C A D I F I S I C A CLASSE 4 Sez. B DATA : ALUNNO: VALUTAZIONE: Test (rispondi e argomenta ciascuna risposta) 1 La differenza fra la scala Celsius e la scala assoluta delle temperature consiste nel fatto che: A la scala Celsius è centigrada, la scala assoluta no. B la scala assoluta è centigrada, la scala Celsius no. C le due scale assegnano valori diversi alla temperatura di fusione del ghiaccio. D la scala Celsius esprime la temperatura a partire da una temperatura di riferimento. 2 Qual è l ordine di grandezza dell allungamento di un asta metallica lunga 10 m, quando la sua temperatura aumenta di 10 C? ( = K -1 ) A 100 mm B 10 mm C 1 mm D 0,1 mm 3 La legge di Boyle stabilisce che: A se la massa rimane costante, il rapporto fra il volume occupato dal gas e la sua pressione rimane costante. B se la pressione rimane costante, il prodotto del volume occupato da un gas per la sua temperatura rimane costante. C se il volume rimane costante, il prodotto della temperatura di un gas per la sua pressione rimane costante. D se la temperatura rimane costante, il prodotto del volume occupato da un gas per la sua pressione rimane costante. 4 La seconda legge di Gay-Lussac stabilisce che: A a pressione costante, il volume del gas è direttamente proporzionale alla sua temperatura assoluta. B a pressione costante, il volume del gas è inversamente proporzionale alla sua temperatura assoluta. C a volume costante, la pressione del gas è direttamente proporzionale alla sua temperatura assoluta. D a volume costante, la pressione del gas è inversamente proporzionale alla sua temperatura assoluta. 5 A pressione e temperatura fissati, il volume occupato da un gas è: A inversamente proporzionale al prodotto pt. B direttamente proporzionale al numero di moli del gas C inversamente proporzionale al numero di moli del gas. D direttamente proporzionale al prodotto pt. 1 Descrivi il 1 principio della termodinamica 2 Dimostra quanto vale il lavoro in una trasformazione isobara FISICA 4B Pagina 2 di 20
3 3 Trasformazione ciclica: quanto vale il lavoro e la variazione di energia interna. Argomenta la risposta. Problemi: 1 Una certa quantità di gas perfetto occupa un volume di 40 L e si trova alla temperatura di 75 C, alla pressione di 340 kpa e Qual è il numero di molecole contenute nel gas? Quale pressione avrebbe il gas se si dimezzasse il volume del contenitore, mantenendo costante la temperatura? Quanto vale il lavoro compiuto? 2 Il volume occupato da una mole di gas perfetto è di 1,5 L a 7 C. attraverso una trasformazione isocora raggiunge la temperatura di 45 C. successivamente una trasformazione isobara lo porta al un volume di 2 L. rappresenta le trasformazioni in un piano p-v Qual è il lavoro compiuto dal gas? 3 Un contenitore cilindrico di diametro 50 cm e altezza 2 m contiene un gas biatomico alla pressione di 130 KPa. Si vuole diminuire la pressione sino al valore di 100 KPa. Quanto calore occorre sottrarre. Liceo Scientifico Statale A. Volta, Torino Anno scolastico 2014 / 2015 V E R I F I C A D I F I S I C A pag.1/2 CLASSE 4 Sez. B DATA : ALUNNO: VALUTAZIONE: Test (rispondi e argomenta ciascuna risposta) 1 Se un sistema compie un ciclo termodinamico risulta uguale a zero: A la variazione di entropia. B la variazione di energia interna. C il lavoro compiuto. D il calore netto utilizzato. 2 Un ricercatore sostiene di aver costruito una macchina termica che, in ogni ciclo, assorbe 250 J di calore da una sorgente a 500 K e cede 120 J a una sorgente a 250 K. Un altro ricercatore sostiene che non può essere vero. Chi ha ragione? A Non si può stabilire senza conoscere i dettagli della macchina. B Il primo, perché nulla vieta di costruire una macchina del genere. C Il primo: basta che la sua sia una macchina di Carnot. D Il secondo: infatti contro la disuguaglianza di Clausius. 3 Quale delle seguenti espressioni indica la disuguaglianza di Clausius nel caso di una trasformazione ciclica qualunque in cui avvengono 3 scambi di calore Q 1, Q 2, Q 3, alle temperature T 1, T 2, T 3? A FISICA 4B Pagina 3 di 20
4 B C D 4 Quale fra le seguenti proprietà è una conseguenza del terzo principio della termodinamica? A La temperatura assoluta di qualunque oggetto reale deve sempre essere maggiore della corrispondente temperatura Celsius. B La temperatura assoluta di qualunque oggetto reale deve sempre essere positiva. C La temperatura assoluta di qualunque oggetto reale può essere sia positiva sia negativa. D Il rendimento di una macchina termica in cui una sorgente è allo zero assoluto è maggiore di 1. 1 Descrivi il significato di entropia di un sistema termodinamico e illustrane le principali proprietà. 2 Descrivi il ciclo termodinamico ideale di Carnot. 3 Esponi le relazioni tra moto circolare uniforme e moto armonico. Problemi: 1 N. 1 mole di gas monoatomico a 21 C occupa un volume di 6,1 L. Qual è la pressione (in bar) del gas? Si scalda il gas e lo si fa espandere reversibilmente, mantenendo costante la pressione, sino a raggiungere il volume di 9,1 L. Qual è il lavoro che si ottiene? Durante l espansione quanto calore viene assorbito dal gas? Eseguire il diagramma p-v. 2 Qual è la variazione di entropia di un cubetto di ghiaccio di 50 g che fonde in un bicchiere di acqua a 0 C? (calore latente di fusione del ghiaccio 334 KJ/kg). 3 Un corpo di peso P=1000 N applicato ad una molla l allunga di 20 cm. Applicata successivamente una forza di 2000 N al corpo, raggiunta l estensione corrispondente, si rilascia lasciandolo oscillare. Supponendo condizioni ideali, calcolare: periodo, frequenza, pulsazione, valori massimi della velocità e accelerazione. Calcolare la velocità e l accelerazione in corrispondenza di x=1/2 x max. Eseguire tutte le rappresentazioni grafiche. 4 La parte periferica di un disco ruota con v=9 km/h. L accelerazione centripeta vale 25 m/s 2. Considera il moto oscillatorio della proiezione di un punto periferico su un asse orizzontale passante per il centro e calcola: periodo, frequenza, equazione oraria, equazioni di velocità e accelerazione. Per questi ultimi (x, v, a) anche i valori per t=1/10t. Eseguire tutte le rappresentazioni grafiche. FISICA 4B Pagina 4 di 20
5 Liceo Scientifico Statale A. Volta, Torino Anno scolastico 2014 / 2015 V E R I F I C A D I F I S I C A _BIS pag.1/2 CLASSE 4 Sez. B DATA : ALUNNO: VALUTAZIONE: Test (rispondi e argomenta ciascuna risposta) 1 Se un sistema compie un ciclo termodinamico risulta uguale a zero: A il lavoro compiuto. B il calore netto utilizzato. C la variazione di entropia. D la variazione di energia interna. 2 Passando da uno stato A a uno stato B l entropia di un sistema rimane costante: A se la trasformazione è reversibile. B se la trasformazione è irreversibile. C per qualunque trasformazione. D mai, cambia sempre. 3 Quale delle seguenti espressioni indica la disuguaglianza di Clausius nel caso di una trasformazione ciclica qualunque in cui avvengono 3 scambi di calore Q 1, Q 2, Q 3, alle temperature T 1, T 2, T 3? A B C D 4 Quale fra i seguenti è il corretto enunciato del terzo principio della termodinamica? A È impossibile riscaldare un corpo a partire dallo zero assoluto mediante una procedura che contiene un numero finito di trasformazioni. B È impossibile raffreddare un corpo fino allo zero assoluto mediante una procedura che contiene un numero finito di trasformazioni. C È possibile raffreddare un corpo fino allo zero assoluto mediante una procedura che contiene un numero finito di trasformazioni. D È possibile mantenere un corpo allo zero assoluto mediante una procedura che contiene un numero finito di trasformazioni. FISICA 4B Pagina 5 di 20
6 Liceo Scientifico Statale A. Volta, Torino Anno scolastico 2014 / 2015 V E R I F I C A D I F I S I C A pag.2/2 4 Descrivi il significato di entropia di un sistema termodinamico e illustrane le principali proprietà. 5 Descrivi il ciclo termodinamico ideale del motore Diesel. 6 Esponi le relazioni tra moto circolare uniforme e moto armonico. Problemi: 1 N. 1 mole di gas monoatomico a 21 C viene compressa da un volume iniziale di 24,4 L a 20,0 L in modo reversibile e adiabatico. Qual è il lavoro necessario per compiere la trasformazione? Calcola i valori delle pressioni iniziale e finale. Eseguire il diagramma p-v. 2 In un recipiente termicamente isolato vengono mescolati 20 L di acqua a 15 C con 30 L di acqua a 80 C (calore specifico acqua 4185 J(/kg K)). Determinare la temperatura di equilibrio. Calcola il calore scambiato tra le due quantità di acqua. Quanto valgono le loro variazioni di entropia? E la variazione complessiva di entropia? 3 Un corpo di peso P=100 N applicato ad una molla oscilla su un piano orizzontale in assenza di attriti con una ampiezza di 10 cm. Il periodo del moto armonico è T=1,5 s. Supponendo condizioni ideali, calcolare: i valori massimi della forza elastica, della velocità e accelerazione. Calcolare la velocità e l accelerazione in corrispondenza di x=+1/2 x max. Eseguire tutte le rappresentazioni grafiche. 4 La parte periferica di un disco ruota con periodo T=0.5s. L accelerazione centripeta vale 25 m/s 2. Considera il moto oscillatorio della proiezione di un punto periferico su un asse orizzontale passante per il centro e calcola: equazione oraria, equazioni di velocità e accelerazione. Per questi ultimi (x, v, a) anche i valori per t=1/10t. Eseguire tutte le rappresentazioni grafiche. FISICA 4B Pagina 6 di 20
7 Liceo Scientifico Statale A. Volta Torino Anno scolastico 2014 / 2015 V E R I F I C A D I F I S I C A _ pag. 1/2 CLASSE 4 Sez. B DATA : ALUNNO: VALUTAZIONE: Test (rispondi e argomenta ciascuna risposta) 1 Energia elastica nella molla: Rispetto ad una condizione iniziale di riferimento si raddoppia la K e si dimezza la massima deformazione. L energia elastica nella nuova condizione è: A inalterata. B si dimezza. C si raddoppia. D non è possibile valutarla. 2 Moto armonico 3 VERO O FALSO A velocità del suono in un gas B lunghezza d onda C oscillatore armonico D accelerazione nel pendolo 4 VERO O FALSO - -onde sonore A) attraversano i mezzi omogenei con moto rettilineo uniformemente vario. V / F B) variano la propria velocità al variare della temperatura V / F FISICA 4B Pagina 7 di 20
8 C) non vi è relazione tra pressione e spostamento V / F Liceo Scientifico Statale A. Volta, Torino Anno scolastico 2014 / 2015 V E R I F I C A D I F I S I C A pag. 2/2 7 Descrivi il fenomeno dell isocronismo del pendolo. 8 Esponi il concetto di conservazione dell energia meccanica nell oscillatore armonico 9 Del suono descrivi e definisci la frequenza e il timbro. Problemi: 1 Un lungo pendolo oscilla descrivendo un arco di lunghezza totale (tra i due massimi) di 10 cm e un angolo =4. Determina il periodo. Per effetti combinati di pressione e umidità il filo del pendolo si allunga del 2%. Determina il nuovo periodo. 2 Un onda armonica ha espressione analitica: Determinare la frequenza, la lunghezza d onda, la velocità. 3 Un corpo di massa m=2 kg è attaccato ad una molla di costante elastica k= 500 N/m e sta oscillando con ampiezza A= 30 cm. Quanto vale l energia totale del sistema? In quali istanti (tempo) e in quali posizioni (spazio) la velocità del corpo ha modulo pari a ½ vmax? Eseguire le rappresentazioni grafiche di x(t) e v(t) evidenziando i risultati ottenuti. 4 Un uomo lascia cadere una pietra in un pozzo e sente il tonfo nell acqua dopo 2.5 s. Calcola la profondità del pozzo: 1 caso) semplificato trascurando il tempo che suono impiega per raggiungere l uomo (come se l uomo potesse sentire il tonfo nell istante in cui si manifesta). 2 caso) NON trascurando il tempo che suono impiega per raggiungere l uomo (caso reale ipotizzando la velocità del suono v=340 m/s) FISICA 4B Pagina 8 di 20
9 Liceo Scientifico Statale A. Volta Torino Anno scolastico 2014 / 2015 V E R I F I C A D I F I S I C A _ pag. 1/2 CLASSE 4 Sez. B DATA : ALUNNO: VALUTAZIONE: Test (rispondi e argomenta ciascuna risposta) 10 Descrivi l effetto Doppler. 11 Esponi il fenomeno della diffrazione di onde sonore. 12 Di un onda sonora definisci e descrivi l intensità e il livello di intensità percepito. 13 Interferenza del suono nello spazio. Con riferimento alla figura, descrivi il fenomeno fisico della Interferenza del suono nello spazio FISICA 4B Pagina 9 di 20
10 1 Problemi: 2 FISICA 4B Pagina 10 di 20
11 3 Un osservatore è fermo al passaggio a livello e quando passa il treno la frequenza percepita in fase di avvicinamento è superiore del 15% rispetto all allontanamento. Velocità del suono 340 m/s. Calcola la velocità del treno. Liceo Scientifico Statale A. Volta Torino Anno scolastico 2014 / 2015 V E R I F I C A D I F I S I C A _ pag. 1/2 CLASSE 4 Sez. B DATA : ALUNNO: VALUTAZIONE: Test (rispondi e argomenta ciascuna risposta) 1) Un raggio di luce incide una coppia di specchi piani posti ad angolo retto, rigidamente collegati tra loro. L angolo di incidenza sul primo specchio è di 45 (fig. di sinistra). Se gli specchi vengono ruotati come indicato nella fig. a destra cosa succede alla direzione del raggio riflesso dal 2 specchio? 1 14 Descrivi il fenomeno della riflessione totale. Riporta un esempio numerico. 15 Descrivi il fenomeno della profondità apparente di un oggetto posto al fondo di una piscina con acqua. PROBLEMI: 2 3 FISICA 4B Pagina 11 di 20
12 4 Esegui la rappresentazione grafica del fenomeno. 5 Con riferimento alla figura determina il valore minimo dell angolo di incidenza in A affinché in B si abbia riflessione totale. 6 Con riferimento alla figura determina per via grafica ed analitica le posizioni delle immagini reale e virtuale. 7 PRISMA: Un raggio luminoso incide su un prisma di vetro (n=1,5) con angolo al vertice =50 con angolo di incidenza = 30. Calcola la deviazione del raggio rispetto alla direzione iniziale. (aria: n=1,0003). Esegui la rappresentazione grafica del fenomeno. 8 LAMINA PIANPARALLELA: Un raggio luminoso incide su una lamina di vetro (n=1,5) di spessore 20 mm con angolo di incidenza = 40. Calcola la traslazione del raggio rispetto alla direzione iniziale. (aria: n=1,0003) Esegui la rappresentazione grafica del fenomeno. FISICA 4B Pagina 12 di 20
13 Liceo Scientifico Statale A. Volta Torino Anno scolastico 2014 / 2015 V E R I F I C A D I F I S I C A _ pag. 1/2 CLASSE 4 Sez. B DATA : ALUNNO: VALUTAZIONE: Test (rispondi e argomenta ciascuna risposta) 1 Una sorgente di luce estesa si trova di fronte a uno specchio piano. Quale delle seguenti affermazioni relative all immagine è sbagliata? A l immagine si trova dietro lo specchio B è simmetrica rispetto allo specchio C ha dimensioni maggiori dell oggetto D la destra è scambiata con la sinistra 2 La distanza di un oggetto da uno specchio concavo è di 20 cm, mentre l immagine si forma a 30 cm dallo specchio. Quanto vale l ingrandimento? È richiesta la rappresentazione grafica. A 0,67 B 1,5 C 1 D 2 3 Un raggio di luce passa dall aria al vetro (n = 1,5) con un angolo di incidenza di 42. Quanto vale l angolo di rifrazione nel vetro? A 42 B 36,42 C 26,49 D 48 4 Un raggio luminoso che viaggia all interno di un mezzo trasparente avente indice di rifrazione n = 1,35 incide sulla superficie di separazione mezzo-aria. Quanto vale l angolo limite? A 90 B 38,75 C 52 D 47,8 5 Un chiodo si trova davanti a una lente convergente, tra il fuoco e il centro della lente. Quale delle seguenti affermazioni è sbagliata? A l immagine è diritta B l immagine è ingrandita C l immagine è reale D l immagine si forma dalla stessa parte del chiodo 6 Qual è il potere diottrico di una lente che ha una distanza focale di 40 cm? A 2,5 diottrie B 4 diottrie C 4 diottrie D 40 diottrie 7 Le affermazioni che seguono sono riferite a una lente divergente. Una sola è sbagliata, quale? A ha un potere diottrico negativo B la distanza focale è negativa C fornisce sempre immagini virtuali D è più spessa al centro che ai bordi 8 Il prisma della figura è di vetro. L angolo limite per il passaggio vetro-aria è di 42. Che cosa succede al raggio incidente? FISICA 4B Pagina 13 di 20
14 A esce dal prisma deviato di 90 B esce dal prisma deviato di 45 C entra nel prisma e poi esce parallelo al raggio incidente D non esce dal prisma per effetto della riflessione totale 9 L occhio è per certi versi simile a una macchina fotografica. Quale parte dell occhio corrisponde alla pellicola della macchina fotografica? A il cristallino B la cornea C la retina D la pupilla 16 Specchio concavo di raggio R. Dimostra quanto vale la distanza focale. 17 Lenti sottili convergenti: scrivi e dimostra l equazione dei punti coniugati. PROBLEMI: Riflessione e rifrazione sul vetro 1 Un raggio di luce incide su una lastra di vetro (n = 1,60), a facce piane e parallele, con un angolo di incidenza di 35. Viene parzialmente riflesso e parzialmente rifratto. Rappresenta la situazione con un disegno. - Qual è l angolo di riflessione? Calcola l angolo di rifrazione. Se la lastra è spessa 5 cm, quanto tempo impiega la luce ad attraversarla? Riflessione su uno specchio concavo 2 Un oggetto è posto a 20 cm da uno specchio concavo. L immagine è reale e la sua altezza è 1,5 volte più grande di quella dell oggetto. - Qual è la distanza dell immagine dallo specchio? - Calcola la distanza focale. - Verifica i risultati trovati mediante la costruzione grafica in opportuna scala. Lente convergente 3 Un fiammifero alto 4 cm è posto a 25 cm da una lente convergente da 2 diottrie. - Determina la distanza focale della lente. - Costruisci geometricamente l immagine del fiammifero. - Quanto dista l immagine dalla lente? - Determina l ingrandimento e poi calcola l altezza dell immagine. - Quali sono le caratteristiche dell immagine? Lente convergente 4 Un oggetto è, rispetto al verso della luce, posto 15 cm prima del fuoco di una lente convergente. La sua immagine si forma 40 cm dopo l atro fuoco della lente. - Determina la distanza focale della lente. - Costruisci geometricamente l immagine (disegno in scala). - Determina l ingrandimento. La formazione delle ombre 5 Ponendo un disco di diametro 50 cm davanti a una sorgente puntiforme, si ottiene un ombra di diametro 1,5 m su uno schermo posto alla distanza di 3 m dal disco. Determina la posizione della sorgente. Rappresenta la situazione con un disegno. Che cosa succede se la sorgente è estesa? FISICA 4B Pagina 14 di 20
15 Liceo Scientifico Statale A. Volta Torino Anno scolastico 2014 / 2015 V E R I F I C A D I F I S I C A _ bis pag. 1/2 CLASSE 4 Sez. B DATA : ALUNNO: VALUTAZIONE: Test (rispondi e argomenta ciascuna risposta) 1 Una sorgente di luce estesa si trova di fronte a uno specchio piano. Quali delle seguenti affermazioni relative all immagine sono corrette? È richiesta la rappresentazione grafica. A l immagine si trova dietro lo specchio B è simmetrica rispetto allo specchio C ha dimensioni maggiori dell oggetto D la destra è scambiata con la sinistra 2 La distanza di un oggetto da uno specchio concavo è di 30 cm, mentre l immagine si forma a 20 cm dallo specchio. Quanto vale l ingrandimento? È richiesta la rappresentazione grafica. A 0,67 B 1,5 C 1 D 2 3 Un raggio di luce passa dall aria al vetro (n = 1,5) con un angolo di incidenza di. Quanto vale se l angolo di rifrazione risulta 30? 4 Un raggio luminoso che viaggia all interno di un mezzo trasparente avente indice di rifrazione n = 1,3 incide sulla superficie di separazione mezzo-aria. Quanto vale l angolo limite? 5 Un chiodo si trova davanti a una lente divergente, tra il fuoco e il centro della lente. Commenta le seguenti affermazioni. A l immagine è diritta B l immagine è ingrandita C l immagine è reale D l immagine si forma dalla stessa parte del chiodo 6 Qual è il potere diottrico di una lente che ha una distanza focale di 400 mm? A 4 diottrie B 2,5 diottrie C 4 diottrie D 40 diottrie 7 Le affermazioni che seguono sono riferite a una lente convergente. Commenta le seguenti affermazioni. A ha un potere diottrico negativo B la distanza focale è negativa C fornisce sempre immagini virtuali D è più spessa al centro che ai bordi 8 Il prisma della figura è di vetro. L angolo limite per il passaggio vetro-aria è di 40. Che cosa succede al raggio incidente? FISICA 4B Pagina 15 di 20
16 A esce dal prisma deviato di 90 B esce dal prisma deviato di 45 C non esce dal prisma per effetto della riflessione totale D entra nel prisma e poi esce parallelo al raggio incidente 9 L occhio è per certi versi simile a una macchina fotografica. Quale parte dell occhio corrisponde all obiettivo della macchina fotografica? A il cristallino B la cornea C la retina D la pupilla 18 Specchio concavo di raggio R. Dimostra quanto vale la distanza focale. 19 Lenti sottili convergenti: scrivi e dimostra l equazione dei punti coniugati. PROBLEMI: Riflessione e rifrazione sul vetro 1 Un raggio di luce incide su una lastra di vetro (n = 1,50), a facce piane e parallele, con un angolo di incidenza di 35. Viene parzialmente riflesso e parzialmente rifratto. Rappresenta la situazione con un disegno. - Qual è l angolo di riflessione? Calcola l angolo di rifrazione. Se la lastra è spessa 5 cm, di quanto viene traslato e quanto tempo impiega la luce ad attraversarla? Riflessione su uno specchio convesso 2 Un oggetto è posto a 20 cm da uno specchio convesso. L immagine è virtuale e la sua altezza è 1,5 volte più piccola di quella dell oggetto. - Qual è la distanza dell immagine dallo specchio? - Calcola il raggio di curvatura dello specchio. - Verifica i risultati trovati mediante la costruzione grafica in opportuna scala. Lente convergente 3 Un fiammifero alto 4 cm è posto a 25 cm da una lente convergente da 5 diottrie. - Determina la distanza focale della lente. - Costruisci geometricamente l immagine del fiammifero. - Quanto dista l immagine dalla lente? - Determina l ingrandimento e poi calcola l altezza dell immagine. - Quali sono le caratteristiche dell immagine? Lente divergente 4 Un oggetto è, rispetto al verso della luce, posto 15 cm prima del fuoco di una lente divergente. La sua immagine si forma 28,6 mm dopo il fuoco della lente. - Determina la distanza focale della lente. - Costruisci geometricamente l immagine (disegno in scala). - Determina l ingrandimento. La formazione delle ombre 5 Ponendo un disco di diametro 50 cm davanti a una sorgente puntiforme, si ottiene un ombra di superficie trilicata m su uno schermo posto alla distanza di 3 m dal disco. Determina la posizione della sorgente. Rappresenta la situazione con un disegno. Che cosa succede se la sorgente è estesa? FISICA 4B Pagina 16 di 20
17 Liceo Scientifico Statale A. Volta Torino Anno scolastico 2014 / 2015 V E R I F I C A D I F I S I C A _bis pag. 1/1 CLASSE 4 Sez. B DATA : ALUNNO: VALUTAZIONE: OTTICA FISICA 1. La luce è un onda elettromagnetica. Descrivi le sue principali caratteristiche. 2. Descrivi l esperimento delle due fenditure di Young. PROBLEMI: 1. Due onde aventi lunghezza d onda =120 nm, inizialmente in fase, vengono sfasate di 180. Lungo gli stessi cammini ottici, due onde aventi lunghezza d onda =130 nm, inizialmente in fase, seguono due cammini diversi e si incontrano in fase. Determina qual è il minimo valore della differenza tra i due cammini ottici. ELETTROSTATICA Argomentare compiutamente il caso in specie e spiegare le formule adoperate. 1 Quattro cariche elettriche uguali (in segno e valore) sono disposte sugli spigoli opposti di un CUBO. Al centro del CUBO è posta una carica di segno opposto alle altre. Stabilire il valore della forza elettrica agente sulla carica centrale. Eseguire la stessa operazione ponendo al centro una carica dello stesso segno delle altre. 2. Due cariche elettriche Q di ugual valore e segno sono disposte agli estremi di un segmento di lunghezza 2,00 m e nel suo punto A posto a 25 cm dalla carica di sinistra è posta una carica q di segno opposto. Stabilire il valore della forza elettrica agente sulla carica q posta in A. Eseguire la stessa operazione ponendo la carica q dello stesso segno delle altre al centro del segmento. 3 Data la definizione di campo elettrico e l espressione della legge di Coulomb, ricavare la relazione che esprime il modulo del campo elettrico generato da una carica puntiforme. Spiegare il significato di ogni variabile e delle unità di misura. 4. Che cosa sono le linee di campo del vettore campo elettrico? Che cosa permettono di studiare? Esponi esempi significativi. 5. Enunciare il teorema di Gauss per il campo elettrico spiegando chiaramente il significato di tutte le Le grandezze fisiche che compaiono nella definizione. PROBLEMI: 1 Due particelle puntiformi distano tra loro 20 cm e hanno carica Q1 a sinistra e Q2 a destra (di valore doppio di Q1). Nel punto medio della loro congiungente si misura un campo elettrico di modulo 30 N/C. Qual è l intensità delle cariche nel caso 1: cariche con segno concorde e nel caso 2: cariche con segno discorde? Qual è il punto (se esiste!) in cui il campo elettrico è nullo? Argomenta le risposte. 2 Ai vertici A e B di un triangolo equilatero di lato 3,0 cm, sono poste nel vuoto due cariche q A = 3, C e q B = 2, C. Calcola il campo elettrico nel terzo vertice C.. FISICA 4B Pagina 17 di 20
18 (valori di costanti di possibile uso: 0 = k 0 = Liceo Scientifico Statale A. Volta Torino Anno scolastico 2014 / 2015 V E R I F I C A D I F I S I C A pag. 1/2 CLASSE 4 Sez. B DATA : ALUNNO: VALUTAZIONE: ELETTROSTATICA 1. Elenca e descrivi i tre modi per elettrizzare un corpo. 2. Spiega la differenza tra conduttori ed isolanti. 3. Scrivere e commentare l equazione della legge di Coulomb (nel vuoto e nella materia) indicando inoltre, per ogni variabile, il suo significato e la sua unità di misura. 4. Quattro cariche elettriche uguali (in segno e valore) sono disposte ai vertici di un quadrato. Al centro del quadrato è posta una carica di segno opposto alle altre. Stabilire il valore della forza elettrica agente sulla carica centrale. Eseguire la stessa operazione ponendo al centro una carica dello stesso segno delle altre. 5. Due cariche elettriche di ugual valore Q sono disposte agli estremi di un segmento di lunghezza l e nel suo punto medio è posta una carica q. Stabilire il valore della forza elettrica agente sulla carica centrale. Eseguire la stessa operazione ponendo al centro una carica dello stesso segno delle altre. 6. Descrivere il fenomeno fisico chiamato induzione elettrostatica e il funzionamento dell elettroforo di Volta. 7. Discutere dettagliatamente il fenomeno fisico chiamato polarizzazione degli isolanti. 8. Descrivi le analogie e differenze essenziali tra forza elettrica e forza gravitazionale. 9. Definire la grandezza fisica vettore campo elettrico spiegando il significato di tutte le quantità che compaiono nella definizione. 10. Data la definizione di campo elettrico e l espressione della legge di Coulomb, ricavare la relazione che esprime il modulo del campo elettrico generato da una carica puntiforme. Spiegare il significato di ogni variabile e delle unità di misura. 11. Definire la grandezza fisica vettore campo elettrico spiegando il significato di tutte le quantità che compaiono nella definizione Qual è la definizione di flusso del campo elettrico attraverso una superficie? Fornire la definizione analitica, indicando il significato delle grandezze presenti e la loro unità di misura. 14.Che cosa sono le linee di campo del vettore campo elettrico? Che cosa permettono di studiare? 15. Enunciare il teorema di Gauss per il campo elettrico spiegando chiaramente il significato di tutte le quantità che compaiono nella definizione. 16. Descrivere il campo elettrico generato da una distribuzione piana infinita di carica in prossimità della superficie stessa. 17. Descrivere il campo elettrico generato all'esterno e all'interno di una distribuzione sferica di carica. 18. Dopo aver dato la definizione di campo elettrico, dimostrare che la direzione e il verso del campo elettrico in un punto dello spazio non dipende dalla carica esploratrice posta in quel punto. OTTICA FISICA 3. Descrivi i modelli corpuscolare e ondulatorio della luce. 4. La luce è un onda elettromagnetica. Descrivi le sue principali caratteristiche. 5. Illustra il principio di Huygens Fresnel. 6. Descrivi l esperimento delle due fenditure di Young. FISICA 4B Pagina 18 di 20
19 PROBLEMI: Riflessione e rifrazione sul vetro 1 Quesiti, descrizioni, teoria: 1. Definisci ed illustra le linee di campo elettrico. Esponi esempi significativi Definisci il flusso del campo elettrico (per superfici aperte e chiuse). Descrivi il teorema di Gauss. Problemi 1 Due particelle puntiformi distano tra loro 20 cm e hanno carica di uguale intensità. Nel punto medio della loro congiungente si misura un campo elettrico di modulo 30 N/C. Cosa puoi dire sul segno delle cariche? Qual è l intensità delle cariche? Qual è il punto (se esiste!) in cui il campo elettrico è nullo? Argomenta le risposte. 2 Tre cariche puntiformi positive di 4 C sono collocate in tre dei vertici di un quadrato di lato 8 cm. Quanto vale il modulo del campo elettrico, il suo verso e la sua direzione nel vertice vuoto? 3. Liceo Scientifico Statale A. Volta Torino Anno scolastico 2014 / 2015 V E R I F I C A D I F I S I C A pag. 1/1 CLASSE 4 Sez. B DATA : ALUNNO: VALUTAZIONE: OTTICA FISICA 7. Descrivi i modelli corpuscolare e ondulatorio della luce. 8. Illustra il principio di Huygens Fresnel. PROBLEMI: 2. Due onde aventi lunghezza d onda =650 nm, inizialmente in fase, seguono due cammini diversi e si incontrano in fase. Lungo gli stessi cammini ottici, due onde aventi lunghezza d onda =600 nm, inizialmente in fase, vengono sfasate di 180. Determina qual è il minimo valore della differenza tra i due cammini ottici. FISICA 4B doc 19
20 ELETTROSTATICA Argomentare compiutamente il caso in specie e spiegare le formule adoperate. 1 Quattro cariche elettriche uguali (in segno e valore) sono disposte ai vertici di un PARALLELOGRAMMO. Al centro del PARALLELOGRAMMO è posta una carica di segno opposto alle altre. Stabilire il valore della forza elettrica agente sulla carica centrale. Eseguire la stessa operazione ponendo al centro una carica dello stesso segno delle altre. 2. Due cariche elettriche Q di ugual valore e segno sono disposte agli estremi di un segmento di lunghezza l,00 m e nel suo punto A posto a 25 cm dalla carica di sinistra è posta una carica q di segno opposto. Stabilire il valore della forza elettrica agente sulla carica q posta in A. Eseguire la stessa operazione ponendo la carica q dello stesso segno delle altre al centro del segmento. 3 Data la definizione di campo elettrico e l espressione della legge di Coulomb, ricavare la relazione che esprime il modulo del campo elettrico generato da una carica puntiforme. Spiegare il significato di ogni variabile e delle unità di misura. 4. Che cosa sono le linee di campo del vettore campo elettrico? Che cosa permettono di studiare? Esponi esempi significativi. 5. Enunciare il teorema di Gauss per il campo elettrico spiegando chiaramente il significato di tutte le Le grandezze fisiche che compaiono nella definizione. PROBLEMI: 1 Due particelle puntiformi distano tra loro 20 cm e hanno carica di uguale intensità. Nel punto medio della loro congiungente si misura un campo elettrico di modulo 30 N/C. Cosa puoi dire sul segno delle cariche? Qual è l intensità delle cariche? Qual è il punto (se esiste!) in cui il campo elettrico è nullo? Argomenta le risposte. 2 Tre cariche puntiformi positive di 4 C sono collocate in tre dei vertici di un quadrato di lato 8 cm. Quanto vale il modulo del campo elettrico, il suo verso e la sua direzione nel vertice vuoto? 3 Due cariche +q C e +2q C sono contenute in un cubo di lato l. Calcola il valore del flusso di E uscente dal cubo e successivamente dalla sfera circoscritta al cubo. (valori di costanti di possibile uso: 0 = k 0 = FISICA 4B doc 20
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