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la cuevadel empollón
FísicaAndalucíaPAU 2022ExtraordinariaVariante Suplente

Física · Andalucía 2022

8 ejercicios90 min de duración

Instrucciones

Tiempo
1 hora y 30 minutos
a) Duración: 1 hora y 30 minutos. b) El examen consta de 8 ejercicios (dos ejercicios por cada bloque A, B, C y D). Debe desarrollar en total cuatro ejercicios, elegidos libremente (puede seleccionar más de un ejercicio por bloque). En caso de responder a más ejercicios de los requeridos, serán tenidos en cuenta los 4 respondidos en primer lugar. c) Puede utilizar regla y calculadora que no sea programable, ni gráfica ni con capacidad para almacenar o transmitir datos. d) Cada ejercicio se calificará entre 0 y 2,5 puntos: apartado (a) hasta 1 punto y (b) hasta 1,5 puntos. e) En cada ejercicio solo se pueden utilizar los datos proporcionados en su enunciado.

Ejercicio 1 · Opción A) INTERACCIÓN GRAVITATORIA

1Opción A) INTERACCIÓN GRAVITATORIA
2,5 puntos
Interacción gravitatoria
Datos
  • G=6,67⋅10−11 N m2 kg−2G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\,\text{N m}^2\,\text{kg}^{-2}
a
Dos partículas de masas m y 4m están separadas una distancia d. Determine razonadamente en qué punto se ha de colocar una tercera partícula de masa m para que se encuentre en equilibrio.1 pt
b
Dos masas de 1 y 3 kg se encuentran situadas en los puntos A(1,0) m y B(6,0) m, respectivamente. Calcule: i) el potencial gravitatorio en el origen de coordenadas; ii) el campo gravitatorio en el origen de coordenadas y iii) la fuerza gravitatoria que actuará sobre una partícula de 0,5 kg situada en el origen de coordenadas.1,5 pts
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Ejercicio 1 · Opción B) INTERACCIÓN ELECTROMAGNÉTICA

1Opción B) INTERACCIÓN ELECTROMAGNÉTICA
2,5 puntos
Interacción electromagnética
Datos
  • K=9⋅109 N m2 C−2K = 9 \cdot 10^9\,\text{N m}^2\,\text{C}^{-2}
a
i) Realice un esquema justificado de las líneas de campo y las superficies equipotenciales creadas por una carga puntual negativa y ii) explique cómo varían el campo y el potencial eléctrico en función de la distancia a dicha carga.1 pt
b
Dos partículas idénticas con carga q=−2⋅10−6 Cq = -2 \cdot 10^{-6}\,\text{C} están fijas en los puntos A(1,0) m y B(1,2) m. Determine en el punto C(2,1) m: i) el vector campo eléctrico y ii) el potencial eléctrico.1,5 pts
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Ejercicio 1 · Opción C) ONDAS. ÓPTICA GEOMÉTRICA

1Opción C) ONDAS. ÓPTICA GEOMÉTRICA
2,5 puntos
OndasÓptica geométrica
a
Realice y explique el trazado de rayos para un objeto situado a la izquierda del foco imagen de una lente divergente. Determine, justificadamente, las características de la imagen.1 pt
b
Un objeto de 2 cm de altura se coloca a 4 cm de una lente delgada, formando una imagen derecha y con un tamaño cinco veces mayor que el del objeto. i) Explique si la lente es convergente o divergente. ii) Calcule la posición de la imagen y la distancia focal de la lente, indicando el criterio de signos aplicado. iii) Dibuje razonadamente el trazado de rayos y justifique si la imagen es real o virtual.1,5 pts
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Ejercicio 1 · Opción D) FÍSICA DEL SIGLO XX

1Opción D) FÍSICA DEL SIGLO XX
2,5 puntos
Física del siglo XX
Datos
  • h=6,63⋅10−34 J sh = 6{,}63 \cdot 10^{-34}\,\text{J s}
  • me=9,11⋅10−31 kgm_e = 9{,}11 \cdot 10^{-31}\,\text{kg}
  • e=1,6⋅10−19 Ce = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
a
Explique razonadamente si las siguientes afirmaciones sobre el efecto fotoeléctrico en una superficie metálica son verdaderas o falsas. i) Toda la energía del fotón incidente pasa al electrón extraído del metal. ii) Sólo se produce efecto fotoeléctrico si la frecuencia de los fotones incidentes es inferior a la frecuencia de corte del metal.1 pt
b
Un haz de fotones de frecuencia desconocida incide sobre una superficie de plata, cuyo trabajo de extracción vale 7,6⋅10−19 J7{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{J}, y emite electrones con una velocidad máxima de 1,3⋅106 m s−11{,}3 \cdot 10^6\,\text{m s}^{-1}. Calcule razonadamente: i) el potencial de frenado y ii) la frecuencia de los fotones incidentes.1,5 pts
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Ejercicio 2 · Opción A) INTERACCIÓN GRAVITATORIA

2Opción A) INTERACCIÓN GRAVITATORIA
2,5 puntos
Interacción gravitatoria
Datos
  • G=6,67⋅10−11 N m2 kg−2G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\,\text{N m}^2\,\text{kg}^{-2}
  • MT=5,98⋅1024 kgM_T = 5{,}98 \cdot 10^{24}\,\text{kg}
  • RT=6370 kmR_T = 6370\,\text{km}
a
Deduzca la expresión de la velocidad orbital de un satélite y razone si es verdadera o falsa la siguiente afirmación: Cuanto mayor sea la masa de un satélite, orbitando a una determinada altura, más tardará en dar una vuelta completa en su órbita.1 pt
b
Se desea colocar un satélite en órbita alrededor de la Tierra de forma que su período orbital sea de 6 horas. Calcule razonadamente: i) ¿A qué altura sobre la superficie debe estar? ii) ¿Cuál será su velocidad orbital?1,5 pts
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Ejercicio 2 · Opción B) INTERACCIÓN ELECTROMAGNÉTICA

2Opción B) INTERACCIÓN ELECTROMAGNÉTICA
2,5 puntos
Interacción electromagnética
Datos
  • μ0=4π⋅10−7 T m A−1\mu_0 = 4\pi \cdot 10^{-7}\,\text{T m A}^{-1}
a
Dos partículas cargadas son lanzadas con la misma velocidad en una dirección perpendicular a un campo magnético uniforme. i) Deduzca razonadamente la expresión del radio de la trayectoria. ii) Sabiendo que la masa de la primera es diez veces mayor y su carga es el doble que la de la segunda, calcule la razón entre las frecuencias de sus movimientos.1 pt
b
Un conductor rectilíneo muy largo está situado en el eje OZ y está recorrido por una corriente I=2,5 AI = 2{,}5\,\text{A} en sentido positivo del mismo. Responda a las siguientes cuestiones apoyándose en esquemas para completar los razonamientos. i) Determine la fuerza (vector) que actúa sobre una carga q=3⋅10−6 Cq = 3 \cdot 10^{-6}\,\text{C}, que se encuentra en el eje OX en el punto x=0,05 mx = 0{,}05\,\text{m} y tiene una velocidad de módulo 5⋅106 m s−15 \cdot 10^6\,\text{m s}^{-1} en sentido positivo del eje OX. ii) Un segundo conductor idéntico al anterior se dispone paralelamente al primero y corta el eje OX en x=0,15 mx = 0{,}15\,\text{m}. Calcule la intensidad que debe recorrer este segundo conductor (indicando su sentido) para que la carga no sufra fuerza.1,5 pts
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Ejercicio 2 · Opción C) ONDAS. ÓPTICA GEOMÉTRICA

2Opción C) ONDAS. ÓPTICA GEOMÉTRICA
2,5 puntos
OndasÓptica geométrica
a
Explique qué características deben tener dos ondas armónicas para que su superposición origine una onda estacionaria y cómo depende la amplitud de esta última con la posición.1 pt
b
Una onda estacionaria viene dada por la expresión: y(x,t)=0,02⋅sen⁡(0,25πx)⋅cos⁡(10πt) (S.I.)y(x, t) = 0{,}02 \cdot \sen(0{,}25\pi x) \cdot \cos(10\pi t) \text{ (S.I.)} i) Determine las posiciones de los vientres de la onda estacionaria. ii) Determine la amplitud, frecuencia, longitud de onda y velocidad de propagación de las ondas armónicas cuya superposición da lugar a la onda estacionaria.1,5 pts
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Ejercicio 2 · Opción D) FÍSICA DEL SIGLO XX

2Opción D) FÍSICA DEL SIGLO XX
2,5 puntos
Física del siglo XX
a
Justifique la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones: i) Cuanto mayor es el período de semidesintegración de una sustancia, más rápido se desintegra. ii) El número de núcleos sin desintegrar disminuye linealmente en función del tiempo transcurrido.1 pt
b
De una muestra radiactiva de 0,12 kg0{,}12\,\text{kg} al cabo de una hora se ha desintegrado el 10%10\% de los núcleos. Determine: i) la constante de desintegración radiactiva; ii) el período de semidesintegración de la muestra; iii) la masa de la sustancia radiactiva que se ha desintegrado transcurridas cinco horas.1,5 pts
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