2015
1º SIMULADO OBJETIVO
TURMA DE MILITARES
FÍSICA E QUÍMICA
Dia: 07/04 - Das 14h às 19h
EDUCANDO PARA SEMPRE
FÍSICA
1. Uma placa de cartolina opaca, quadrada, de lado 1m, encontra-se a 2m do solo. Uma fonte de luz
puntiforme encontra-se centralizada com a placa, fixa no teto de 3m de altura. A área da sombra
projetada no chão é
2
2
2
2
2
a) 1 m
b) 3 m
c) 4 m
d) 7 m
e) 9 m
Gabarito: E
2. Dois bailarinos dançam frente a dois espelhos que fazem entre si um ângulo de 60º. Como os espelhos
estão no fundo do palco, a plateia enxerga vários bailarinos (os dois juntamente com suas respectivas
imagens). Num dado instante, as luzes se apagam, e a equipe técnica altera o ângulo dos espelhos de
maneira que a plateia veja agora oito bailarinos a mais que antes. Qual foi a variação do ângulo entre os
espelhos, promovida pela equipe técnica?
a) 45º
b) 40º
c) 30º
d) 24º
e) 10º
Gabarito: D
3. Um homem de 1,90m de altura observa sua própria imagem em um espelho plano, que tem o mínimo
tamanho necessário para tal. A base inferior do espelho está a 85cm do chão, na ocasião descrita.
Dessa forma, a relação entre o tamanho do espelho (E) e a altura dos olhos do homem ao chão (h) é
a) E/h = 19/34
c) E/h = 19/170
e) E/h = 11/17
b) E/h = 20/34
d) E/h = 15/24
Gabarito: A
4. Uma antena é projetada para receber e focalizar ondas eletromagnéticas de raios paralelos, oriundas de
um satélite. A figura a seguir indica os raios dessas ondas e a antena, com seu foco f.
A região preferencial, mostrada na figura, para se posicionar o detector dessas ondas, será:
a) A
c) C
e) E
b) B
d) D
Gabarito: D
5. Um objeto está a uma distância de 100m de uma câmara escura de orifício, formando nela uma imagem
de 30cm de altura. Qual deve ser a nova distância entre o objeto e a câmara, de maneira que a imagem
diminua 10%?
a) 110m
c) 90m
e) 50m
b) 100m
d) 80m
Gabarito: C
6. A força que atua sobre um móvel de massa m, quando o mesmo descreve, com velocidade v constante,
2
uma trajetória circular de raio R, é dada por F = mgv /aR, onde g representa a aceleração da gravidade.
Para que haja homogeneidade, a unidade de a no Sistema Internacional de Unidades é
-1
-2
2
2
a) m · s
b) m · s
c) m · s
d) m · s
e) m · S
Gabarito: B
7. Um barco, com motor em regime constante, desce um trecho de um rio em 2,0 horas e sobe o mesmo
trecho em 4,0 horas. Quanto tempo, em horas, levará o barco para percorrer o mesmo trecho, rio
abaixo, com o motor desligado?
a) 3,5
b) 6,0
c) 8,0
d) 4,0
e) 4,5
Gabarito: C
1
8.
No dia 11 de março de 2011, o Japão foi sacudido por um terremoto com intensidade de 8,9 na Escala
Richter, com o epicentro no Oceano Pacífico, a 360 km de Tóquio, seguido de tsunami. A cidade de
Sendai, a 320 km a nordeste de Tóquio, foi atingida pela primeira onda do tsunami após 13 minutos.
Estado de São Paulo, 13/03/2011. Adaptado
Baseando-se nos dados fornecidos e sabendo que cos α ≅ 0,934, onde α é o ângulo Epicentro-TóquioSendai, e que 28.32 · 93,4 ≅ 215 100, a velocidade média, em km/h, com que a 1.ª onda do tsunami atingiu
a cidade de Sendai foi de
a) 10.
b) 50.
c) 100.
d) 250.
e) 600.
Gabarito: E
9. Em problemas relacionados ao aproveitamento de energia térmica, é comum encontrar expressões com
o seguinte formato: V = k · α · β ,
Onde:
 V: variável de interesse com dimensão de razão entre a potência e o produto área x temperatura;
 α: representa a taxa de variação de temperatura com relação a uma posição;
 β: é a viscosidade dinâmica de um fluido, cuja dimensão é a razão (força x tempo) / área
Sabendo-se que as dimensões básicas para temperatura, comprimento e tempo são designadas pelos
símbolos θ, L e T, a dimensão de k é dada por:
-2 -2 -1
a) L θ T
2 -2 -2
b) L θ T
-2 -2
c) L θ T
-2 -2 2
d) L θ T
-2 2 -1
e) L θ T
Gabarito: B
10. Um caminhão percorre três vezes o mesmo trajeto. Na primeira, sua velocidade média é de 15 m/s e o
tempo de viagem é t1. Na segunda, sua velocidade média é de 20 m/s e o tempo de viagem é t2. Se, na
terceira, o tempo de viagem for igual a (t1 + t2)/2, qual será a velocidade média do caminhão
nessa vez?
a) 20,00 m/s.
b) 17,50 m/s.
c) 17,14 m/s
d) 15,00 m/s.
e) 8,57 m/s.
Gabarito: C
2
11. Uma das contribuições da Física para o bem-estar e a segurança nas cidades é o constante avanço
tecnológico aplicado à iluminação pública. Parte das luminárias do século XIX era acesa manualmente
por várias pessoas ao entardecer. Hoje, o acionamento das lâmpadas tornou-se automático devido à
aplicação dos conhecimentos sobre o efeito fotoelétrico (descrito por Albert Einstein, em 1905) e ao
desenvolvimento das células fotoelétricas instaladas nos postes de iluminação pública, capazes de
detectar a presença de luz natural.
Sobre o efeito fotoelétrico, considere as afirmativas a seguir.
I. Consiste na emissão de elétrons de uma superfície metálica quando esta é iluminada com luz de
determinada frequência.
II. Ocorre independentemente da frequência da luz incidente na superfície do metal, mas é dependente de
sua intensidade.
III. Os elétrons ejetados de uma superfície metálica, devido ao efeito fotoelétrico, possuem energia cinética
igual à energia do fóton incidente.
IV. Por mais intensa que seja a luz incidente, não haverá ejeção de elétrons enquanto sua frequência for
menor que a frequência limite (ou de corte) do metal.
Assinale a alternativa correta.
a) Somente as afirmativas I e II são corretas.
b) Somente as afirmativas I e IV são corretas.
c) Somente as afirmativas III e IV são corretas.
d) Somente as afirmativas I, II e III são corretas.
e) Somente as afirmativas II, III e IV são corretas.
Gabarito: B
Resolução/Comentário:
[I] Correta. O efeito fotoelétrico só ocorre para radiações a partir de determinada frequência, chamada
frequência limite ou frequência de corte.
[II] Incorreta.
[III] Incorreta. A energia cinética máxima do elétron ejetado (EC) é menor que a energia do fóton incidente
(Efóton), sendo que W representa o trabalho para arrancar o elétron da superfície metálica. De acordo
com a equação de Planck:
EC Efóton W.
[IV] Correta.
12. O ano de 1905 é conhecido como o “ano miraculoso” de Albert Einstein, devido à publicação de uma
série de trabalhos científicos revolucionários de sua autoria. Esses trabalhos, compostos pela teoria da
relatividade especial, teoria do movimento browniano, efeito fotoelétrico e equivalência massa-energia
tiveram impacto crítico no entendimento da natureza e no desenvolvimento de novas tecnologias. O
efeito fotoelétrico em particular tem aplicações importantes, como em fotocélulas, projetores
cinematográficos, etc.
A respeito do efeito fotoelétrico, assinale as afirmativas a seguir como verdadeiras (V) ou falsas (F).
(
)
(
)
(
)
O efeito fotoelétrico consiste na emissão de elétrons por uma placa metálica, em decorrência da
incidência de radiação.
De acordo com a teoria de Einstein, a radiação que incide sobre a matéria exibe características
corpusculares.
A radiação é quantizada na forma de fótons, que transportam uma quantidade de energia
proporcional à amplitude da onda incidente.
A sequência correta é
a) V – F – V.
b) F – V – V.
c) V – V – F.
d) V – F – F.
e) F – F – V.
Gabarito: C
Resolução/Comentário:
[V] O efeito fotoelétrico ocorre quando uma radiação de alta frequência (a partir do violeta) atinge uma placa
metálica. Devido à energia dos fótons, elétrons podem ser arrancados da placa.
[V] O efeito fotoelétrico é explicado considerando o caráter corpuscular da radiação incidente na placa.
[F] A radiação é quantizada na forma de fótons, que transportam uma quantidade de energia proporcional à
frequência da onda incidente.
3
2
13. Duas placas de um mesmo metal e com a mesma área de 5,0 cm , paralelas e próximas entre si, são
conectadas aos terminais de um gerador de tensão ajustável. Sobre a placa conectada ao terminal
negativo, faz-se incidir radiação e, por efeito fotoelétrico, aparece uma corrente no circuito, cuja relação
com a tensão aplicada é explicitada no gráfico.
Sabendo que a função trabalho do metal é de 4,1 eV e assumindo que na região de saturação da corrente
todo fóton incidente sobre a placa gera um fotoelétron que é coletado, a medida da intensidade dessa
radiação em μW / cm2 é igual a
a) 13.
b) 8,2.
c) 6,6.
d) 3,2.
e) 1,6.
Gabarito: A
Resolução/Comentário:
O gráfico indica que o efeito fotoelétrico começa a ocorrer a partir de uma ddp contrária de 2,5 V. Ou seja,
se não houvesse essa ddp contrária, cada elétron seria ejetado com energia cinética EC 2,5eV. Como a
função trabalho é W
4,1 eV, da equação do efeito fotoelétrico, a energia do fóton incidente é:
Efóton W EC 4,1 2,5
Efóton 6,6 eV.
Calculemos o número de elétrons ejetados para formar a corrente de saturação:
i
ne
Δt
n
i Δt
e
10 10
e
6
Δt
.
A energia total absorvida por unidade de tempo (potência) pelos elétrons ejetados é:
P
E
Δt
Efóton n
Δt
6,6 eV 10 10
e Δt
6
Δt
P
66 10
6
W.
A intensidade da radiação é dada pela razão entre a potência e a área.
P
A
I
I
66 10 6
5
13,2 10 6 W/m2
13 μW/cm2 .
14. À medida que a tecnologia invadiu os meios de produção, a obra de arte deixou de ser o resultado
exclusivo do trabalho das mãos do artista, por exemplo, a fotografia. Uma vez obtido o negativo, muitas
cópias da mesma foto podem ser impressas.
O elemento essencial de uma fotocopiadora é um cilindro eletrizado que perde eletrização, por efeito
fotoelétrico, nas regiões em que incide luz. Então,
I.
o efeito fotoelétrico só pode ser entendido em termos de um modelo corpuscular para a radiação
eletromagnética.
II.
o número de elétrons arrancados de uma placa metálica pelo efeito fotoelétrico cresce com o
aumento da intensidade da radiação eletromagnética que atinge a placa.
III.
a energia máxima dos elétrons arrancados de uma placa metálica pelo efeito fotoelétrico cresce
com o aumento da intensidade da radiação eletromagnética que atinge a placa.
Está(ão) correta(s)
a) apenas I.
b) apenas II.
c) apenas III.
d) apenas I e II.
e) I, II e III.
4
Gabarito: D
Resolução/Comentário:
I. Correta.
II. Correta. Aumentando a intensidade da radiação, aumenta o número de fótons incidentes, aumentando o
número de elétrons emitidos.
III. Incorreta. Para que aumente a energia cinética dos elétrons arrancados da placa são necessários fótons
mais energéticos. A energia (E) transportada por um fóton depende da frequência (e não da
intensidade) da onda, de acordo com a equação de Planck: E = h f, sendo h a constante de Planck. A
energia cinética máxima (ECmáx) do elétron arrancado é igual à diferença entre a energia do fóton
incidente e a energia necessária para arrancar o elétron, chamada de função trabalho ( ), de acordo com
expressão:
ECmáx h f .
15. Em 1905, Einstein propôs uma teoria simples e revolucionária para explicar o efeito fotoelétrico, a qual
considera que a luz é constituída por partículas sem massa, chamadas de fótons. Cada fóton carrega
uma energia dada por hf, onde h 4,1 10 15 eV s é a constante de Planck, e f é a frequência da luz.
Einstein relacionou a energia cinética, E, com que o elétron emerge da superfície do material, à
frequência da luz incidente sobre ele e à função trabalho, W, através da equação E hf W. A função
trabalho W corresponde à energia necessária para um elétron ser ejetado do material.
Em uma experiência realizada com os elementos Potássio (K), Chumbo (P b) e Platina (Pt), deseja-se obter o
efeito fotoelétrico fazendo incidir radiação eletromagnética de mesma frequência sobre cada um
desses elementos.
Dado que os valores da função trabalho para esses elementos são W K = 2,1 eV, W Pb = 4,1 eV e W Pt = 6,3
eV, é correto afirmar que o efeito fotoelétrico será observado, nos três elementos, na frequência
a) 1,2 1014 Hz.
b) 3,1 1014 Hz.
c) 5,4 1014 Hz.
d) 1,0 1015 Hz.
e) 1,6 1015 Hz.
Gabarito: E
Resolução/Comentário:
O elemento que exige maior energia para se obter o efeito elétrico é o de maior função trabalho, no caso a
platina.
A frequência de corte é aquela abaixo da qual não ocorre mais o fenômeno, ou seja, a energia cinética do
elétron é nula. Calculemos, então, essa frequência para a platina.
W
6,3
E h f W
0 h f W
f
f 1,54 1015 Hz.
15
h
4,1 10
Acima dessa frequência, nos três elementos será observado o efeito fotoelétrico.
5
QUÍMICA
16. A dualidade onda-partícula, também denominada dualidade onda-corpúsculo ou dualidade matériaenergia, constitui uma propriedade básica da mecânica quântica e consiste na capacidade das
partículas subatômicas de se comportarem ou terem propriedades tanto de partículas como de ondas.
Foi enunciada pela primeira vez em 1924 pelo físico francês Louis-Victor de Broglie, que anunciou que
os elétrons apresentavam características tanto ondulatórias como corpusculares, comportando-se de
um ou outro modo dependendo do experimento específico. A experiência de Young (experiência da
dupla fenda) de Thomas Young exemplifica de maneira sensível essa dualidade.
A equação que representa o modelo de De Brglie pode ser dada por:
2
a) E= mc
b) C= λ f
c) E=h f é
d) λ = h / mv
e) C = mgr
Gabarito: D
17. Utilizando a equação de Raio Atômico de Bohr:
2
Raio = Ao (n / z)
-10
23
6,0 x 10
0,529 x 10
-1
mol
m (Raio de Bohr - constante)
O Raio Atômico do Lítio será
-58
a) 4,4 ·10 m
-59
b) 4,4 · 10 m
-57
c) 4,1 · 10 m
-56
d) 4,8 · 10 m
-59
e) 4,9 · 10 m
Gabarito: A
18. Técnicas sobre a prova do Carbono 14 para conhecer a idade dos restos encontrados por arqueólogos.
A técnica do carbono-14 foi descoberta nos anos quarenta por Willard Libby. Ele percebeu que a
quantidade de carbono-14 dos tecidos orgânicos mortos diminui a um ritmo constante com o passar do
tempo. Assim, a medição dos valores de carbono-14 em um objeto antigo nos dá pistas muito exatas
dos anos decorridos desde sua morte. Essa técnica é aplicável à madeira, carbono, sedimentos
orgânicos, ossos, conchas marinhas - ou seja, todo material que conteve carbono em alguma de suas
formas. Como o exame se baseia na determinação de idade através da quantidade de carbono-14 (10
ppb) e que esta diminui com o passar do tempo, ele só pode ser usado para datar amostras que tenham
até cerca de 50 mil a 70 mil anos de idade.
Sobre o texto, marque a alternativa correta:
a) As propriedades físicas do C12 e do C14 são as mesmas.
b) A relação quantitativa C14 / C12 nos seres vivos é totalmente favorável ao C14.
c) O sudário é uma peça retangular de linho com 4,4 metros de comprimento e 1,1 de largura. O método
do Carbono 14 foi usado para tentar descobrir de que época o tal pano teria surgido. Em base nisso,
seria possível descobrir com a meia vida do carbono 12 se o pano já existiria na época de Jesus Cristo.
d) O C-14 está fora do cinturão de estabilidade e emite uma partícula beta para se transformar no N-14.
e) A perda de massa na formação do núcleo do átomo é convertida na energia de empacotamento ou
energia de ligação por isso o número de massa é menor que o esperado.
Gabarito: D
19. Ainda neste ano, um grande terreno em Campinas, São Paulo, começa a ser desocupado para dar
início às obras de um dos maiores projetos científicos do Brasil: a construção do novo acelerador de
partículas do Laboratório Nacional de Luz Síncroton (LNLS), batizado de Sirius. Sim, é isso mesmo que
você leu: não apenas já existe um acelerador de partículas em solo nacional como também um novo,
mais poderoso e preciso, deve substituí-lo dentro de alguns anos.
O projeto, liderado pelo físico Antonio José Roque da Silva, tem custo estimado de R$ 650 milhões e
será patrocinado pelo Governo Federal, com apoio de empresas privadas que também desejem fazer
6
uso das futuras instalações do Sirius. Com anel central de 500 metros de circunferência, o acelerador
ocupará um prédio de 250 metros de diâmetro e atrairá pesquisadores do mundo todo, visto que será a
única instalação desse tipo na América Latina e a segunda do hemisfério Sul a trabalhar com a
luz síncroton.
http://www.tecmundo.com.br/fisica/39687-sirius-o-acelerador-de-particulas-brasileiro.
Supondo que o elemento com número atômico 120 seja descoberto no acelerador brasileiro, determine seu
símbolo provisório, família e período.
a) Ubn, metal alcalino e 7º período.
b) Ubn, metal alcalino e 8º período.
c) Ubn, metal alcalino terroso e 8º período.
d) Ube, metal alcalino e 9º período.
e) Ube, metal alcalino terroso e 8º período.
Gabarito: C
20. Sobre a tabela periódica atual (IUPAC), é possível afirmar que
a) possui 18 grupos e oito períodos.
b) o elemento de maior ponto de fusão é o tungstênio.
c) o gás nobre de maior energia de ionização é o Uuo.
d) sua característica mais importante é a massa atômica.
e) o ósmio é o elemento mais denso de todos os metais e ametais.
Gabarito: E
3
Os d=22,8 g/cm
21. Considere as seguintes substâncias:
Dessas substâncias, é(são) classificada(s) como cetona(s) apenas
a) I e II.
b) II.
c) II e III.
d) II, III e IV.
Gabarito: A
e) III.
22. Assinale a opção que apresenta o ácido mais forte, considerando que todos se encontram nas mesmas
condições de concentração, temperatura e pressão.
a) CH3COOH
b) CH3CH2COOH
c) (CH3)3CCOOH
d) CℓCH2COOH
e) Cℓ3CCOOH
Gabarito: E
23. Qual das substâncias a seguir não é empregada na fabricação da pólvora negra?
a) trinitrotolueno
b) enxofre
c) carvão
d) nitrato de sódio
e) nitrato de potássio
Gabarito: A
7
24. Embrulhar frutas verdes em papel jornal favorece o seu processo de amadurecimento devido ao
acúmulo de um composto gasoso produzido pelas frutas.
Assinale a opção que indica o composto responsável por esse fenômeno.
a) Eteno.
b) Metano.
c) Dióxido de carbono.
d) Monóxido de carbono.
e) Amônia.
Gabarito: A
25. Em junho do ano passado, foi noticiado que um caminhão transportando cilindros do composto t-butil
mercaptana (2-metil-2-propanotiol) tombou na Marginal Pinheiros - cidade de São Paulo. Devido ao
acidente, ocorreu o vazamento da substância. Quando adicionada ao gás de cozinha, tal substância
fornece-lhe um odor desagradável.
Assinale a opção que indica a fórmula molecular correta desse composto.
a) (CH3)3CNH2
b) (CH3)3CSH
c) (CH3)3CNHCH3
d) (CH3)3CCH2NH2
e) (CH3)3CSCH2OH
Gabarito: B
8
JARDIM DA PENHA
(27) 3025 9150
JARDIM CAMBURI
(27) 3317 4832
PRAIA DO CANTO
(27) 3062 4967
VILA VELHA
(27) 3325 1001
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