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la cuevadel empollón
FísicaCastilla y LeónPAU 2021Extraordinaria

Física · Castilla y León 2021

17 ejercicios90 min de duración

Instrucciones

Tiempo
1 hora y 30 minutos
El examen incluye tabla constantes como anexo. OPTATIVIDAD: se podrán elegir siete preguntas del bloque A y tres preguntas del bloque B. CRITERIOS GENERALES DE EVALUACIÓN: • Todas las preguntas se evaluarán sobre un máximo de 1 punto, tanto las del bloque A como las del bloque B. • La calificación final se obtendrá sumando las notas de las 10 preguntas elegidas. • Las fórmulas empleadas en la resolución de los ejercicios deberán acompañarse de los razonamientos oportunos y los resultados numéricos obtenidos para las magnitudes físicas deberán escribirse con las unidades adecuadas. En la última página dispone de una tabla de constantes físicas, donde encontrará (en su caso) los valores que necesite.

Ejercicio 1 · Opción A

1Opción A
1 punto
Interacción gravitatoria
Calcule la densidad media de un planeta esférico de 6000 km6000\,\text{km} de diámetro si la aceleración de la gravedad en su superficie es 4 m s−24\,\text{m s}^{-2}.

Ejercicio 1 · Opción B

1Opción B
1 punto
Interacción gravitatoria
Defina velocidad de escape de un cuerpo y deduzca su expresión a partir del principio de conservación de la energía mecánica.

Ejercicio 2 · Opción A

2Opción A
1 punto
Interacción gravitatoria
Un satélite artificial, de 100 kg100\,\text{kg} de masa, orbita alrededor de la Tierra con un periodo de 12 h12\,\text{h}. Calcule la energía requerida para pasar el satélite a una órbita geoestacionaria (T=24 hT = 24\,\text{h}).

Ejercicio 2 · Opción B

2Opción B
1 punto
Interacción electromagnética
Dos cargas eléctricas, que se desplazan a igual velocidad, entran en una región del espacio en la que existe un campo magnético perpendicular a la dirección de su movimiento. Como consecuencia, ambas describen circunferencias de igual radio, pero en sentidos contrarios. Si la masa de la primera es el doble que la de la segunda, deduzca qué relación guardan las cargas de ambas partículas.

Ejercicio 3 · Opción A

3Opción A
1 punto
Interacción electromagnética
El potencial eléctrico en un punto a una distancia dd de una carga puntual qq es 600 V600\,\text{V} y el módulo del campo eléctrico en dicho punto es 200 N C−1200\,\text{N C}^{-1}. Determine los valores de dd y qq.

Ejercicio 3 · Opción B

3Opción B
1 punto
Interacción electromagnética
Una espira circular y un hilo rectilíneo muy largo, por el que circula corriente de intensidad II, están en el mismo plano, como se ve en la figura. Si la intensidad II disminuye con el tiempo, indique razonadamente el sentido de la corriente inducida en la espira.
Espira circular a la izquierda de un hilo conductor vertical con corriente I hacia arriba

Ejercicio 4 · Opción A

4Opción A
1 punto
Interacción electromagnética
Dos hilos conductores rectilíneos, muy largos y paralelos entre sí, están separados una distancia dd. Por el primero de ellos circulan 6 A6\,\text{A} de corriente eléctrica. Se quiere que el campo magnético total sea nulo en el punto PP, situado en el mismo plano que los hilos, entre ambos y a una distancia d/4d/4 del segundo hilo. ¿Cuál debe ser el valor y el sentido de la corriente que circule por el segundo hilo?
Diagrama de dos hilos paralelos con corriente de 6 A en el izquierdo y punto P a distancia d/4 del derecho

Ejercicio 4 · Opción B

4Opción B
1 punto
Ondas
Cuando una onda se propaga pasando de un medio A a otro medio B, su longitud de onda se reduce a la mitad. Razone cómo se modifican su velocidad de propagación y su periodo al pasar de A a B.

Ejercicio 5 · Opción A

5Opción A
1 punto
Interacción electromagnética
Una espira circular de 18 cm18\,\text{cm} de radio se encuentra en el seno de un campo magnético uniforme de 0,1 T0{,}1\,\text{T}. El campo es perpendicular al plano de la espira, como muestra la figura. Si el valor del campo magnético se duplica en un tiempo de 0,3 s0{,}3\,\text{s}, determine el valor de la fuerza electromotriz inducida en la espira y el sentido de giro de la corriente.
Espira circular en un campo magnético uniforme entrante representado por cruces

Ejercicio 5 · Opción B

5Opción B
1 punto
Óptica geométrica
Un objeto de altura hh se encuentra a una distancia dd de una lente convergente y se forma una imagen de altura h/2h/2. Discuta si la imagen es real o virtual, derecha o invertida.

Ejercicio 6 · Opción A

6Opción A
1 punto
Ondas
Una fuente genera ondas armónicas de 0,4 mm0{,}4\,\text{mm} de amplitud y 12000 Hz12000\,\text{Hz} de frecuencia que se propagan a una velocidad de 340 m s−1340\,\text{m s}^{-1} en el sentido positivo del eje xx. Si en el instante inicial la elongación en el origen es cero, determine la ecuación general de la onda.

Ejercicio 6 · Opción B

6Opción B
1 punto
Física del siglo XX
Analice la veracidad del siguiente enunciado: “La energía cinética de los electrones arrancados de un metal por efecto fotoeléctrico es directamente proporcional a la intensidad de la luz incidente”.

Ejercicio 7 · Opción A

7Opción A
1 punto
Ondas
¿A qué distancia de la radio el nivel de intensidad sonora es 60 dB60\,\text{dB} si una radio emite sonido con una potencia de 0,7 W0{,}7\,\text{W}? Suponga que la radio es una fuente puntual y que las ondas sonoras son esféricas.
Datos
  • Intensidad física umbral I0=10−12 W m−2I_0 = 10^{-12}\,\text{W m}^{-2}

Ejercicio 8 · Opción A

8Opción A
1 punto
Óptica geométrica
Un haz de luz incide desde el aire sobre un bloque de vidrio formando un ángulo de 43∘43^{\circ} con la normal a la superficie de separación de ambos medios. Parte del haz se refleja y parte se refracta, formando los haces reflejado y refractado un ángulo de 110∘110^{\circ}. Determine la velocidad de la luz en el vidrio.

Ejercicio 9 · Opción A

9Opción A
1 punto
Óptica geométrica
Determine la posición y tamaño de la imagen de un objeto de 6 cm6\,\text{cm} de altura cuando se coloca a 40 cm40\,\text{cm} de una lente divergente de focal f′=−20 cmf' = -20\,\text{cm}. Realice el trazado de rayos correspondiente.

Ejercicio 10 · Opción A

10Opción A
1 punto
Física del siglo XX
Calcule la longitud de onda de de Broglie para un electrón cuya energía cinética es 300 eV300\,\text{eV}.

Ejercicio 11 · Opción A

11Opción A
1 punto
Física del siglo XX
El yodo radiactivo, X131X22131I\ce{^{131}I}, tiene un período de semidesintegración (semivida) de 8,028{,}02 días. Calcule la actividad inicial de 1 μg1\,\mu\text{g} de dicho isótopo. Exprese el resultado en unidades del S.I.
Datos
  • constante de Avogadro: 6,022⋅1023 mol−16{,}022 \cdot 10^{23}\,\text{mol}^{-1}