2º Teste de avaliação Escola Básica e Secundária de Machico

2º Teste de avaliação
Escola Básica e Secundária de Machico
Classificação:
Curso Ciências e Tecnologias
_____ , _____Valores
2º Teste de avaliação
Ano Lectivo 2010/2011
10º10
29/11/2010
1º Período
90 Minutos
________________________________________
Profª: _________________________
Disciplina: Física e Química A
Nome:
N.º
Utilize apenas caneta ou esferográfica de tinta indelével azul ou preta.
Não é permitido o uso de corrector. Em caso de engano, deve riscar, de forma inequívoca, aquilo que
pretende que não seja classificado.
As respostas ilegíveis são classificadas com zero pontos.
Para cada item, apresente apenas uma resposta. Se escrever mais do que uma resposta a um mesmo item,
apenas é classificada a resposta apresentada em primeiro lugar.
Nos itens de escolha múltipla indique claramente o NÚMERO ou a LETRA da alternativa pela qual optou.
Nos itens em que seja solicitada a escrita de um texto, ter em atenção não apenas aspectos relativos aos
conteúdos mas também relativos à comunicação escrita em língua portuguesa.
Nos itens em que seja solicitado o cálculo de uma grandeza, apresente todas as etapas de resolução.
Este Teste tem 8 páginas e termina com a palavra FIM e inclui na página 1 uma tabela de constantes e um
formulário
Tabela de constantes
𝑐 = 3 × 108 10 m s-1
Velocidade de propagação da luz no vácuo
FORMULÁRIO
Conversão de temperaturas…………………………………………………………………………………..
𝑇 = 𝜃 + 273,15
T – temperatura absoluta (temperatura em Kelvin)
𝜃 – temperatura em graus Celsius
Densidade………………………………...………………………………………………………………………...……....
m – massa
𝜌=
𝑚
𝑉
𝑉 – volume
Efeito fotoeléctrico …………………………………………………………………………………………………...
𝐸𝑟𝑎𝑑 = 𝐸𝑟𝑒𝑚 + 𝐸𝑐
𝐸𝑟𝑎𝑑 – energia de um fotão da radiação incidente no metal
𝐸𝑟𝑒𝑚 – energia de remoção de um electrão do metal
𝐸𝑐 – energia cinética do electrão
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1.Leia atentamente o seguinte texto
O Universo não existiu sempre tal como hoje o conhecemos. Foi formado há cerca de 15 milhões de anos,
numa explosão – o Big Bang -, não tendo parado de se expandir desde então. Inicialmente, num Universo
muito quente, formaram-se as partículas elementares – quaks, electrões e neutrinos – a partir de energia.
Decorrido um milionésimo de segundo, os quarks combinaram-se e deram origem a protões e neutrões. Um
segundo após o Big Bang, o Universo tinha uma temperatura de cerca de 10 mil milhões de Kelvins e estava
cheio de um mar de neutrões, protões, neutrinos e suas antipartículas.
Quando o Universo contava três minutos, os protões e neutrões começaram a combinar-se, por reacções
nucleares, e surgiram os primeiros núcleos atómicos de deutério (um isótopo do hidrogénio). Estes
combinaram-se, formando hélio. Alguns vestígios de núcleos leves, por exemplo, lítio, foram produzidos
nesta altura. Este processo de formação de elementos leves no Universo primitivo é conhecido por
nucleossíntese do Big Bang.
Mais tarde, no interior das estrelas, vieram a formar-se núcleos de elementos mais pesados.
Adaptado de www.cosmo.fis.fc.ul.pt (10 de Julho de 2008)
1.1.O texto faz referência a um isótopo de hidrogénio. O que são isótopos.
1.2. Com base no texto, Indique a alternativa que corresponde à afirmação correcta.
(A) A expansão do Universo leva ao seu arrefecimento.
(B) A formação de núcleos atómicos no Universo deu-se um milionésimo de segundo após o Big Bang.
(C) A radiação no início do Universo era essencialmente radiação de microondas.
(D) Os núcleos dos átomos dos elementos que hoje conhecemos formaram-se nos primeiros minutos após o
Big Bang.
1.3. Identifique e explique em que consiste a reacção nuclear que é referida no texto.
1.4. Na bomba de Hiroxima, foi utilizado o isótopo de urânio-235 e uma das reacções nucleares que ocorreu foi
a seguinte:
235
92𝑈
+ 10𝑛 ⟶
171
𝑍𝐵𝑎
+ 36𝐴𝐾𝑟 + 3 10𝑛
Indique a alternativa correcta, correspondente, respectivamente, às letras Z e A, bem como ao tipo de
reacção nuclear que ocorreu.
(A) 56; 94; fissão nuclear.
(B) 94; 56; fusão nuclear.
(C) 56; 92; fissão nuclera.
(D) 92; 56; fusão nuclear.
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1.5. O hidrogénio terá sido o primeiro elemento estável a formar-se.
1.5.1
Relativamente ao átomo de hidrogénio, indique a alternativa que corresponde à afirmação correcta.
(A) O espectro de emissão do átomo de hidrogénio apresenta quatro riscas na zona do visível.
(B) A série de Balmer diz respeito a transições electrónicas de n = 2 para n > 2.
(C) No átomo de hidrogénio, o segundo nível de energia corresponde ao segundo estado excitado.
(D) Se o electrão de um átomo de hidrogénio for excitado para o nível n = 4, esse átomo, por
desexcitação, só emite radiação visível.
1.5.2
A figura 1 mostra um diagrama de energia de níveis para o átomo de hidrogénio, estando várias
transições, identificadas com as letras de A a E.
1.5.2.1 Escolha a transição que corresponde a uma absorção de energia, calculando o comprimento de onda da
radiação absorvida.
1.5.2.2 Das energias a seguir indicadas, indique a correspondente a uma transição electrónica da série de
Lyman.
1.5.3
(A) ∆𝐸 = 5,00 × 10−20 J
(B)∆𝐸 = 3,03 × 10−19 J
(C) ∆𝐸 = 1,64 × 10−18 J
(D)∆𝐸 = 1,56 × 10−19 J
A energia do electrão do átomo de hidrogénio nos diferentes níveis é dada por:
𝐸𝑛 =
−2,18 × 10−18
J
𝑛2
1.5.3.1 Um átomo de hidrogénio, no estado fundamental, absorveu uma radiação cujo valor de energia é de
2,14 × 10−18 J. Indique, justificando, qual é o efeito que esta radiação produziu no referido átomo de
hidrogénio.
1.5.3.2 Um fotoelectrão, resultante da ionização de um átomo de hidrogénio, que inicialmente estava no estado
fundamental, possui uma energia cinética de 3,20 × 10−18 J. Determine o valor da energia de radiação
absorvida por esse electrão.
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Leia atentamente o seguinte texto.
A 14 de Maio de 2008, a NASA anunciou ter sido encontrada a mais recente supernova da Via Láctea, depois
de uma procura de 50 anos. A “G1.9+0,3” surgiu há cerca de 140 anos e é a primeira supernova a ser
encontrada, a partir do planeta Terra, desde a Cassiopeia A, nascida em 1680.
Numa outra descoberta inédita, divulgada a 22 de Maio, cientistas da Universidade de Princeton
observaram “em directo” a explosão de uma estrela, na origem das supernovas. A explosão ocorreu na
constelação de Lynx, na galáxia em espiral NGC 2770, a 90 milhões de anos-luz da Terra e foi vista, a 9
Janeiro, através de imagens do telescópio Swift da NASA.
Adaptado de WWW.xmp-com.pt/espacialnews/297.1099.0.0.1.html (10 de Julho de 2008)
2.1 Das afirmações que se seguem, indique a que corresponde a evolução da estrela que deu origem à
supernova observada.
(A) Estrela ⇒ Gigante vermelha ⇒ Supernova
(B) Estrela ⇒ Gigante vermelha ⇒ Estrela de neutrões ⇒ Supernova
(C) Estrela ⇒ Supergigante ⇒ Buraco negro ⇒Supernova
(D) Estrela ⇒Supergigante ⇒ Supernova
2.2.
Dos elementos 2𝐻𝑒; 8𝑂; 16𝑆; 26𝐹𝑒; 36𝐾𝑟 e 92𝑈, seleccione:
2.2.1 O(s) sintetizado(s) durante o tempo de vida estável de uma estrela.
2.2.2. O(s) sintetizado(s) numa gigante vermelha.
2.2.3. Os que só são sintetizados nas supernovas.
2.3.
Calcule a distância da estrela referida no texto, em unidades SI.
2.4.
Indique a alternativa que completa correctamente a frase seguinte:
A explosão da estrela ocorreu há cerca de …
(A) … 140 anos.
(C) … 31,5 milhões de anos.
2.5.
(B)… 90 milhões de anos.
(D) … 9,5 milhões de anos.
Á temperatura na explosão da estrela era da ordem dos 10 000 K. Calcule o valor dessa temperatura
expressa em graus fahreneit.
2.6.
As estrelas não são todas iguais. Tem diferentes tamanhos, luminosidade, cores, etc. Estas e outras
propriedades podem ser determinadas através do estudo da luz que emitem.
O espectro da luz solar, observado com um espectroscópio de alta resolução, apresenta riscas escuras
(riscas de Fraunhӧfer) sobre um fundo semelhante a um “arco-íris”.
2.6.1. Classifique o espectro obtido pela luz solar.
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2.6.2. Indique a alternativa que completa correctamente a frase seguinte.
As riscas escuras no espectro da luz solar devem-se …
(A) … à absorção de energia por parte átomos presentes na atmosfera solar.
(B) … à absorção de energia por parte do espectroscópio com o qual se observa o espectro.
(C) … à emissão de energia por parte do Sol, só com determinadas frequências.
(D) … à absorção de energia por parte do ozono estratosférico.
2.6.3. Escreva um texto, no qual explique por que razão se pode concluir, por comparação do espectro solar
com os espectros de emissão do hidrogénio e do hélio, que estes elementos estão presentes na
atmosfera solar e porque os espectros de emissão dos elementos são descontínuos.
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3. Leia atentamente o seguinte texto.
Eisntein mostrou que para compreender o fenómeno tinha de se imaginar a luz como uma onda (energia
dispersa, e não partícula, a propagar-se), mas como sendo constituída por corpúsculos, chamados fotões.
Estes têm a energia concentrada proporcional a frequência (relacionada com a cor, no caso da luz visível)
da onda da luz. No choque dos fotões da luz com os electrões de uma superfície condutora (metálica, por
exemplo) os electrões são arrancados, criando-se uma corrente eléctrica. Se a energia da luz não fosse
fornecida por corpúsculos com uma energia bem definida, era impossível explicar que a energia dos
electrões arrancados fosse independente da intensidade da luz. E que essa intensidade determinasse só o
número de electrões arrancados.
Jorge Dias de Deus, Teres Penã, Einstein…Albert Einstein –Homem , cidadão, cientista, gradiva.
3.1.
O fenómeno explicado por Einstein foi descoberto por Hertz, em 1887. Qual a designação deste
fenómeno?
3.2.
Das frases seguintes, indique as que caracterizam correctamente esse fenómeno.
(A) Quando determinada radiação electromagnética incide num metal, este pode emitir electrões.
(B) Só ocorre a emissão de electrões de um metal se a energia da radiação incidente for superior à
energia mínima de remoção do metal.
(C) Quanto mais intensa for a radiação incidente, maior será a energia cinética adquirida pelos electrões
ejectados do metal.
(D) Qualquer que seja a radiação incidente numa placa de césio, ocorre a emissão de electrões, criandose uma corrente eléctrica.
(E) A prata emite electrões quando sobre ela incide uma radiação de 2,8 × 10−18J; logo se se fizer incidir
uma radiação, de igual intensidade, em que a energia dos fotões é superior, o número de electrões
ejectados é maior.
(F) Se a energia do fotão incidente numa placa de césio for superior à sua energia de remoção, a energia
excedente converte-se em energia cinética do electrão.
(G) O número de electrões emitidos por um metal será tanto menor quanto maior for a intensidade da
radiação que sobre ele incide.
(H) Quanto maior for a energia da radiação incidente num metal, maior é a energia cinética dos electrões
emitidos.
3.3.
A energia de remoção do zinco é de 5,81 × 10−19J. Fez-se incidir, sobre uma placa de zinco, duas
radiações de valores energéticos distintos: uma radiação de 1, 8 × 10−18J e outra de 8,97 × 10−20J.
3.3.1
Com base das radiações pode ocorrer a emissão de electrões da placa de Zinco?
3.3.2. Calcule a energia cinética com que os electrões são ejectados da placa de zinco.
3.3.3. Determine a velocidade adquirida pelos electrões ejectados, indicando a sua ordem de grandeza.
(𝑚𝑒𝑙𝑒𝑐𝑡𝑟ã𝑜 = 9,1 × 10−31 kg)
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3.4.
A energia cinética adquirida pelos electrões é …
(A) … dependente da intensidade da radiação incidente, mas é independente da sua frequência.
(B) … dependente da intensidade da radiação incidente, e dependente da sua frequência.
(C) … tanto maior quanto menor for o comprimento de onda da radiação incidente.
(D) … tanto maior quanto maior for o comprimento de onda da radiação incidente.
Indique a opção correcta.
4.
A determinação laboratorial de densidades relativas de sólidos de pequenas dimensões, ou de líquidos,
pode ser feita utilizando picnómetros.
Com a finalidade de saber se uma pequena esfera era de zinco puro ou não, um grupo de alunos usou um
picnómetro.
Na tabela encontram-se os registos efectuados.
Massa da esfera (m)
Massa do picnómetro
Massa do picnómetro
cheio de água destilada
cheio de água destilada
+ esfera ao lado (M)
+ esfera dentro (M’)
43,21
40,12
22,10
Temperatura da água
4°C
Com base na informação dada:
4.1.
Calcule a densidade relativa da esfera de zinco, apresentando todas as etapas de resolução.
4.2.
Conclua se a esfera era de zinco puro ou não, considerando que a densidade do zinco à temperatura de
4°C, é: ρzinco = 7,14 g.cm-3.
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