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Prova modelo 2019 (1)

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Exame modelo de Física e Química A
Ensino Secundário
11.º Ano de Escolaridade
Duração da Prova: 120 minutos. | Tolerância: 30 minutos.
15 Páginas
VERSÃO 1
Indique de forma legível a versão da prova.
Utilize apenas caneta ou esferográfica de tinta azul ou preta.
É permitida a utilização de régua, esquadro, transferidor e calculadora científica sem capacidades gráficas.
Não é permitido o uso de corretor. Risque aquilo que pretende que não seja classificado.
Para cada resposta, identifique o grupo e o item.
Apresente as suas respostas de forma legível.
Apresente apenas uma resposta para cada item.
A prova inclui uma tabela de constantes, um formulário e uma tabela periódica.
As cotações dos itens encontram-se no final do enunciado da prova.
Nas respostas aos itens de escolha múltipla, selecione a opção correta. Escreva, na folha de respostas, o
número do item e a letra que identifica a opção escolhida.
Nas respostas aos itens em que é pedida a apresentação de todas as etapas de resolução, explicite todos os
cálculos efetuados e apresente todas as justificações ou conclusões solicitadas.
Utilize os valores numéricos fornecidos no enunciado dos itens.
Prova 715.V1/1.ª F. • Página 1/ 15
Anexo 1
Tabela de constantes
Capacidade térmica mássica da água líquida
c 4,18 # 10 3 J kg 1 ºC 1
Constante de Avogadro
NA 6,02 # 10 23 mol 1
Constante de gravitação universal
G 6,67 # 10 11 N m 2 kg 2
Índice de refração do ar
n = 1,000
Módulo da aceleração gravítica de um corpo junto
à superfície da Terra
g = 10 m s-2
Módulo da velocidade de propagação da luz no vácuo
c 3,00 # 10 8 m s 1
Produto iónico da água (a 25 oC)
Kw 1,00 # 10 14
Volume molar de um gás (PTN)
Vm = 22,4 dm3 mol-1
Prova 715
3/5
Anexo 2
Formulário
•• Quantidade, massa e volume
M=m
n
n= N
NA
t= m
V
Vm = V
n
•• Soluções
c= n
V
xA =
nA
ntotal
pH = –log {[H3O+] / mol dm–3}
•• Energia
Ec = 1 mv 2
Epg = m g h
W = F d cos a
/ W = DEc
U = RI
P = RI2
U f rI
E = m c DT
DU = W + Q
Er = P
A
2
Em = Ec + Ep
D
Fg
pg
•• Mecânica
x x0 v0 t 1 at 2
v = v0 + at
2
ac = v
r
~ = 2r
T
F = ma
Fg = G
2
v=wr
m1 m2
r2
•• Ondas e eletromagnetismo
m= v
f
U m B A cos a
n= c
v
n1 sin a1 = n2 sin a2
Prova 715
fi =
DU m
Dt
4/5
Prova 715
88
Ra
87
137,33
132,91
Fr
56
Ba
55
Cs
87,62
85,47
39
38
Sr
37
Rb
44,96
40,08
39,10
21
Número atómico
73
6
60
232,04
231,04
238,03
U
92
91
90
Th
89
Ac
Pa
144,24
140,91
140,12
138,91
Nd
59
Pr
58
Ce
57
Actinídeos
La
106
183,84
W
74
95,95
Mo
42
52,00
Sg
105
180,95
24
Cr
Db
104
178,49
Ta
72
Hf
92,91
Nb
41
50,94
V
23
5
91,22
Zr
40
47,87
Ti
22
4
Massa atómica relativa
Elemento
Rf
89-103
Lantanídeos
57-71
88,91
Y
Sc
20
Ca
K
24,31
22,99
19
3
12
9,01
6,94
Mg
Be
Li
11
4
3
Na
2
1,01
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
25
Np
93
Pm
61
Bh
107
186,21
Re
75
Tc
43
54,94
Mn
26
27
45
Pu
94
150,36
Sm
62
Hs
108
190,23
Os
76
101,07
Am
95
151,96
Eu
63
Mt
109
192,22
Ir
77
102,91
Rh
44
Ru
58,93
Co
55,85
Fe
28
Cm
96
157,25
Gd
64
Ds
110
195,08
Pt
78
106,42
Pd
46
58,69
Ni
29
Bk
97
158,93
Tb
65
Rg
111
196,97
Au
79
107,87
Ag
47
63,55
Cu
30
Cf
98
162,50
Dy
66
Cn
112
200,59
Hg
80
112,41
Cd
48
65,38
Zn
5
6
Es
99
164,93
Ho
67
Nh
113
204,38
Tl
81
114,82
Fm
100
167,26
Er
68
Fl
114
207,2
Pb
82
118,71
50
Sn
49
72,63
Ge
32
28,09
Si
14
12,01
C
In
69,72
Ga
31
26,98
Al
13
10,81
B
7
Md
101
168,93
Tm
69
Mc
115
208,98
Bi
83
121,76
Sb
51
74,92
As
33
30,97
P
15
14,01
N
8
No
102
173,05
Yb
70
Lv
116
Po
84
127,60
Te
52
78,97
Se
34
32,06
S
16
16,00
O
9
Lr
103
174,97
Lu
71
Ts
117
At
85
126,90
I
53
79,90
Br
35
35,45
Cl
17
19,00
F
Og
118
Rn
86
131,29
Xe
54
83,80
Kr
36
39,95
Ar
18
20,18
Ne
10
4,00
2
He
1
18
H
1
TABELA PERIÓDICA DOS ELEMENTOS QUÍMICOS
Anexo 3
Tabela periódica
5/5
GRUPO I
Na figura 1 (que não está à escala) encontra-se representado um satélite artificial S, que descreve uma
órbita, I, aproximadamente circular, em torno de um planeta P. Posteriormente o mesmo satélite é movido
para uma outra órbita, II, de maior raio. Na figura estão ainda representadas outras órbitas equidistantes
entre si. Considere que o raio do planeta P é três vezes superior à distância entre duas órbitas
consecutivas.
S
P
S
Figura 1
I
II
1. A velocidade do satélite na segunda órbita, comparada com a velocidade do satélite na primeira órbita,
será
(A) 0,16 vezes maior.
(B) 0,16 vezes menor.
(C) 1,2 vezes maior.
(D) 1,2 vezes menor.
2. Qual das seguintes expressões permite calcular a frequência desse satélite? Considere que M
representa a massa do planeta P e que r representa o raio da órbita.
(A) f 
1 GM
√
2π r3
(B) f 
3
1
√r
2π GM
GM

r3
(C) f 2π√

r3

GM
(D) f 2π√
Prova 715.V1/1.ª F. • Página 5/ 15
3. Admita que, numa outra situação, dois satélites de massas diferentes descrevem órbitas
aproximadamente circulares, de igual raio, em torno do planeta P. Nesta situação pode afirmar-se que
(A) o satélite de menor massa tem menor período.
(B) o satélite de menor massa tem maior período.
(C) o satélite de menor massa tem maior velocidade.
(D) os dois satélites têm a mesma aceleração.
3
4. Qual das opções pode representar um esboço do gráfico do cubo do raio orbital, r , de qualquer satélite
que orbite o planeta P, com movimento circular uniforme, em função da sua frequência angular, ω ?
(A)
(B)
r3
r3
ω
0
ω
0
(C)
(D)
3
3
r
r
0
ω
0
ω
5. O planeta P tem um satélite natural, N, de massa 125 vezes inferior. Considere um outro satélite artificial,
S, que é colocado sobre a reta que une os centros de massa do planeta P e do satélite N. Nesse ponto,
o valor da força de atração do planeta P sobre o satélite S é um terço do valor da força de atração do
satélite N sobre o satélite S.
Compare a distância que une os centros de massa do planeta P e do satélite S, dI, com a distância que
une os centros de massa do planeta P e do satélite N, dII.
Apresente todas as etapas de resolução.
Prova 715.V1/1.ª F. • Página 6/ 15
GRUPO II
altura de queda / m
Numa aula laboratorial um grupo de alunos estudou a relação entre a altura máxima atingida por uma bola e
a sua altura de queda, em sucessivos ressaltos. Com esse objetivo, os alunos deixaram cair verticalmente a
bola, que colide com o solo rígido e depois ressalta. A sua posição foi detetada por um sensor de movimento
ligado a uma calculadora gráfica. Dos resultados destas medições, analisados por um programa na
calculadora, obteve-se o tempo do movimento e as distâncias da bola ao sensor. O gráfico observado pelos
alunos na calculadora gráfica está representado na figura 2.
Com base no gráfico da figura 2 os alunos construíram o gráfico da altura de queda da bola, em função da
altura máxima correspondente ,atingida após cada ressalto, que se encontra representado na figura 3.
altura máxima após cada ressalto / m
Figura 2
Figura 3
1. No gráfico da figura 2 representa-se _____________ no eixo das ordenadas e _____________ no eixo
das abcissas.
(A) o tempo do movimento … a distância da bola ao solo.
(B) a distância da bola ao solo … o tempo do movimento.
(C) o tempo do movimento … a distância da bola ao sensor.
(D) a distância da bola ao sensor … o tempo do movimento.
2. Teoricamente, prevê-se que a ordenada na origem do gráfico da figura 3 tenha um valor
(A) positivo.
(B) negativo.
(C) nulo.
(D) positivo, negativo ou nulo.
Prova 715.V1/1.ª F. • Página 7/ 15
3. Os alunos deixaram cair a bola de uma altura de 2,5 m. Se a bola atingir uma altura máxima de 1,3 m no
primeiro ressalto, a percentagem de energia dissipada pela bola no solo poderá ser calculada pela
expressão
(A) (1- (
0,13 2
) ) ×100%
0,25
(B) (1- √
(C) (1- (
0,13
) ×100%
0,25
0,51 2
) ) ×100%
0,71
(D) (1- √
0,51
) ×100%
0,71
4. Qual é a força responsável pela mudança de sentido do movimento da bola no contacto com o solo?
5. A bola testada pelos alunos para ao fim de algum tempo, quando a energia mecânica do sistema
bola + Terra é nula. Atendendo a que há conservação da energia mecânica, o que explica este facto?
Apresente, num texto estruturado e com linguagem científica adequada, a fundamentação da conclusão
solicitada.
6. Uma outra bola, de massa 1,0 kg, que se encontrava inicialmente a 25 m da origem, é lançada de cima
para baixo com uma certa velocidade inicial. O gráfico da sua velocidade em função do tempo encontra-se
representado na figura 4.
90
v / ms-1
80
70
60
50
40
Figura 4
30
20
10
0
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
t/s
Calcule a energia potencial da bola, em relação ao nível de lançamento, quando a sua velocidade é de
360 km h-1.
Apresente todas as etapas de resolução.
Prova 715.V1/1.ª F. • Página 8/ 15
GRUPO III
-2
2
Φ / mWb
1. Uma espira, de área 10 m , foi colocada a rodar entre dois ímanes com alinhamento de norte, N, para sul, S,
segundo um eixo perpendicular à direção de alinhamento dos ímanes. Na figura 5, encontra-se representado o
gráfico do fluxo do campo magnético, Φ, em função do tempo, t, para a situação considerada.
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
t/s
Figura 5
1.1. Nos esquemas seguintes estão representadas posições que a espira foi assumindo ao longo do
tempo. Em qual dos esquemas está representada a posição da espira no instante 10 s?
(A)
S
(B)
N
S
(C)
S
N
(D)
N
S
N
Prova 715.V1/1.ª F. • Página 9/ 15
1.2. Sendo o campo magnético uniforme na zona em que se encontra a espira, determine o ângulo, em
graus, que a superfície da espira faz com a direção do campo magnético no instante 35 s.
Apresente todas as etapas de resolução.
2. Um solenóide é percorrido por uma corrente eléctrica cujo sentido está representado na figura 6.
Figura 6
Em qual dos esquemas estão representadas as linhas de campo magnético num ponto do interior do
solenóide e afastado das suas extremidades?
(A)
⃗⃗⃗
B
(B)
⃗⃗⃗
B
(C)
⃗⃗⃗
B
Prova 715.V1/1.ª F. • Página 10/ 15
(D)
⃗⃗⃗
B
GRUPO IV
Na figura 7, está representado um diagrama de níveis de energia do átomo de hidrogénio, no qual estão
assinaladas algumas transições electrónicas.
Níveis de
energia
Energia / J mol
-1
0
….
….
n=∞
n=4
− 8,43 × 104
n=3
− 1,44 × 105
E
F
G
H
− 3,25 × 105
n=2
A
B
C
D
− 1,31 × 106
n=1
Figura 7
1. Considere um átomo de hidrogénio que se encontra no segundo estado excitado e que, sobre esse
átomo, incide radiação de energia igual a 1,0 × 10-19 J.
Indique, justificando, se ocorre, ou não, transição do electrão.
2. Qual das transições electrónicas assinaladas na figura 8 corresponde à emissão de radiação ultravioleta
de maior energia?
3. A energia do eletrão no átomo de hidrogénio é negativa quando o núcleo ________ uma força de atração
sobre ele, porque a energia cinética do eletrão é ________ ao valor absoluto da sua energia potencial.
(A) exerce … superior
(B) exerce … inferior
(C) não exerce … superior
(D) não exerce … inferior
4. Qual é o elemento do segundo grupo da tabela periódica cujos átomos, no estado fundamental,
apresentam maior raio atómico?
Prova 715.V1/1.ª F. • Página 11/ 15
GRUPO V
O cloreto de hidrogénio é produzido industrialmente a partir de hidrogénio e cloro na forma gasosa, segundo
uma reação exotérmica que pode ser representada por
H 2 (g)  Cl2(g)
2 HCl(g)
1. Nesta reação, o agente redutor é o
(A) H2(g) que é oxidado pelo Cl2(g).
(B) Cl2(g) que é oxidado pelo H2(g).
(C) H2(g) que é reduzido pelo Cl2(g).
(D) Cl2(g) que é reduzido pelo H2(g).
3
3
2. Introduziram-se no reator 100 dm de hidrogénio e 240 dm de cloro, nas mesmas condições de pressão e
temperatura. Nessas condições, e supondo que a reação é completa, determine o volume final do
reagente em excesso.
Apresente todas as etapas de resolução.
3. Na reação considerada
(A) a energia envolvida na quebra de ligações é maior que a energia envolvida na formação de ligações.
(B) a energia envolvida na formação de ligações é maior que a energia envolvida na quebra de ligações.
(C) o número de ligações quebradas é maior que o número de ligações formadas.
(D) o número de ligações formadas é maior que o número de ligações quebradas
−
4. O ião Cl apresenta, no total,
(A) dezoito eletrões, distribuídos por cinco níveis diferenciados de energia.
(B) dezoito eletrões, distribuídos por três níveis diferenciados de energia.
(C) dezasseis eletrões, distribuídos por cinco níveis diferenciados de energia.
(D) dezasseis eletrões, distribuídos por três níveis diferenciados de energia.
Prova 715.V1/1.ª F. • Página 12/ 15
5. A figura 8 traduz algumas possíveis reacções de oxidação-redução.
Zn(s)
Cu(s)
2+
2+
Cu (aq)
I
Cu(s)
Ag(s)
2+
2+
Zn (aq)
Ag (aq)
Cu (aq)
II
III
IV
Indique, com base na informação fornecida a seguir, em que sistema(s) será de prever a ocorrência de
reação.
Au
Ag
Cu
Ni
Fe
Zn
poder redutor crescente
GRUPO VI
1. Considere que, num reator com capacidade de 1,00 L e inicialmente à temperatura de 40ºC,se misturam
0,50 mol de um reagente A(g) com 0,30 mol de um reagente B(g), que reagiram entre si, formando-se o
produto C(g). Esta reação pode ser traduzida por
A( g)  B( g)
⇌
2 C( g)
Na tabela seguinte, estão registados os valores da constante de equilíbrio, Kc, desta reação, para
diferentes valores de temperatura.
Temperatura / oC
Kc
20
1,20 × 10-4
40
1,51 × 10-4
60
1,93 × 10-4
80
2,12 × 10-4
1.1. Posteriormente aumentou-se a temperatura em 20ºC. Calcule a variação de concentração de
equilíbrio da espécie química B, no intervalo de temperatura considerado.
Apresente todas as etapas de resolução.
Prova 715.V1/1.ª F. • Página 13/ 15
1.2. Considere que, num determinado instante, depois de atingido o estado de equilíbrio à temperatura
de 40ºC, se aumenta a concentração da espécie C. Conclua, justificando, como deverá variar o
quociente da reação considerada, após o aumento da concentração da espécie C, até ser atingido
um novo estado de equilíbrio, à mesma temperatura.
Apresente, num texto estruturado e com linguagem científica adequada, a fundamentação da
conclusão solicitada.
1.3. As espécies químicas A(g) e B(g) são triatómicas. Considere que, numa outra situação, a uma
determinada temperatura, são colocadas no reator certas quantidades de A(g) e de B(g), de modo
a reagirem na proporção estequiométrica. O número total de átomos existente inicialmente é igual a
3,68 × 1024 átomos. Qual é a expressão que permite calcular a quantidade inicial do reagente A(g),
𝑛𝐴 ?
24
3,68×10
23
3×6,02×10
24
3,68×10
(B) 𝑛𝐴 =
23
6×6,02×10
24
3,68×10
(C) 𝑛𝐴 =
23
9×6,02×10
24
3,68×10
(D) 𝑛𝐴 =
23
12×6,02×10
(A) 𝑛𝐴 =
-1
2. Uma solução aquosa de uma base B de concentração 0,050 mol L apresenta, a 25ºC, um valor de
pH = 11,0.
2.1. O grau de dissociação de B nesta solução é
(A) 5,0 ×10-2.
(B) 2,0 ×10-10.
(C) 2,0 ×10-2.
(D) 2,0 ×10-1.
2.2. A constante de basicidade de B a esta temperatura é
(A) 5,0 ×10-9.
(B) 5,0 ×10-10.
(C) 2,0 ×10-4.
(D) 2,0 ×10-5.
FIM
Prova 715.V1/1.ª F. • Página 14/ 15
COTAÇÕES
Item
Grupo
I
II
III
IV
V
VI
TOTAL
Cotação (em pontos)
1.
2.
3.
4.
5.
34
6
6
6
6
10
1.
2.
3.
4.
5.
6.
6
10
10
6
6
6
1.1.
1.2.
2.
10
5
5
44
22
1.
2.
3.
4.
10
1.
6
2.
6
3.
6
4.
5.
6
1.1.
10
1.2.
6
6
6
1.3.
2.1.
2.2.
10
10
6
6
6
28
34
38
200
Prova 715.V1/1.ª F. • Página 15/ 15
Prova 715
1.ª Fase
VERSÃO 1
Exame modelo de Física e Química A
Ensino Secundário
11.º Ano de Escolaridade
Soluções
4 Páginas
VERSÃO 1
Página 1/ 4
GRUPO I
1. (D)
2. (A)
3. (D)
4. (A)
5. dI = 0,95 dII
GRUPO II
1. (B)
2. (C)
3. (C)
4. Reação normal exercida pelo solo sobre a bola.
5. A energia mecânica conserva-se durante os movimentos de queda e de ressalto.
Houve dissipação de energia no contacto da bola com o solo, porque a bola, ao colidir com o
solo, transfere para o solo energia interna.
3
6. 4,97x10 J
GRUPO III
1.1. (D)
1.2. 27º
2. (A)
GRUPO IV
1. Não ocorre transição do eletrão.
2. Transição eletrónica B.
3. (B)
4. Rádio.
Página 2/ 4
GRUPO V
1. (A)
3
2. 140 dm
3. (B)
4. (A)
5. I e IV
GRUPO VI
1.1. 9,6x10-5 mol dm-3
1.2. O quociente da reação irá diminuir até igualar o valor da constante de equilíbrio, à temperatura
de 40ºC.
1.3. (B)
2.1. (C)
2.2. (D)
Página 3/ 4
COTAÇÕES
Item
Grupo
I
II
III
IV
V
VI
TOTAL
Cotação (em pontos)
1.
2.
3.
4.
5.
6
6
6
6
10
1.
2.
3.
4.
5.
6.
6
6
6
6
10
10
1.1.
1.2.
2.
10
5
5
1.
2.
3.
4.
10
1.
6
2.
6
3.
6
4.
6
1.1.
10
1.2.
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