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la cuevadel empollón
FísicaComunidad ValencianaPAU 2014Ordinaria

Física · Comunidad Valenciana 2014

12 ejercicios

Instrucciones

BAREMO DEL EXAMEN: La puntuación máxima de cada problema es de 2 puntos y la de cada cuestión de 1,5 puntos. Cada estudiante podrá disponer de una calculadora científica no programable y no gráfica. Se prohíbe su utilización indebida (almacenamiento de información). Se utilice o no la calculadora, los resultados deberán estar siempre debidamente justificados. Realiza primero el cálculo simbólico y después obtén el resultado numérico.

Ejercicio 1 · Opción A

1Opción A
1,5 puntos
Bloque I
La Luna tarda 27 días y 8 horas aproximadamente en completar una órbita circular alrededor de la Tierra, con un radio de 3,84⋅1083{,}84 \cdot 10^8 m. Calcula razonadamente la masa de la Tierra.
Datos
  • G=6,67⋅10−11 N m2/kg2G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\,\text{N m}^2/\text{kg}^2
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Ejercicio 1 · Opción B

1Opción B
1,5 puntos
Bloque I
Nos encontramos en la superficie de la Luna. Ponemos una piedra sobre una báscula en reposo y ésta indica 1,58 N. Determina razonadamente la intensidad de campo gravitatorio en la superficie lunar y la masa de la piedra sabiendo que el radio de la Luna es 0,27 veces el radio de la Tierra y que la masa de la Luna es 1/85 la masa de la Tierra.
Datos
  • gTierra=9,8 m/s2g_{\text{Tierra}} = 9{,}8\,\text{m/s}^2
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Ejercicio 2 · Opción A

2Opción A
1,5 puntos
Bloque II
Explica brevemente qué es el efecto Doppler. Indica alguna situación física en la que se ponga de manifiesto este fenómeno.
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Ejercicio 2 · Opción B

2Opción B
2 puntos
Bloque II
La función que representa una onda sísmica es y(x,t)=2sen⁡(π5t−2,2x)y(x, t) = 2 \sen\left( \frac{\pi}{5} t - 2{,}2 x \right), donde xx e yy están expresadas en metros y tt en segundos. Calcula razonadamente:
a
La amplitud, el periodo, la frecuencia y la longitud de onda.1 pt
b
La velocidad de un punto situado a 2 m del foco emisor, para t=10 st = 10\,\text{s}. Un instante tt para el que dicho punto tenga velocidad nula.1 pt
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Ejercicio 3 · Opción A

3Opción A
2 puntos
Bloque III
El espejo retrovisor exterior que se utiliza en un camión es tal que, para un objeto real situado a 3 m, produce una imagen derecha que es cuatro veces más pequeña.
a
Determina la posición de la imagen, el radio de curvatura del espejo y su distancia focal. El espejo ¿es cóncavo o convexo?1,2 pts
b
Realiza un trazado de rayos donde se señale claramente la posición y el tamaño, tanto del objeto como de la imagen ¿Es la imagen real o virtual?0,8 pts
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Ejercicio 3 · Opción B

3Opción B
1,5 puntos
Bloque III
¿Qué características tiene la imagen que se forma con una lente divergente si se tiene un objeto situado en el foco imagen de la lente? Justifica la respuesta con la ayuda de un trazado de rayos.
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Ejercicio 4 · Opción A

4Opción A
2 puntos
Bloque IV
Por dos conductores rectilíneos, indefinidos y paralelos entre sí, circulan corrientes continuas de intensidades I1I_1 e I2I_2, respectivamente, como muestra la figura. La distancia de separación entre ambos es d=2 cmd = 2\,\text{cm}.
Datos
  • μ0=4π⋅10−7 T m/A\mu_0 = 4\pi \cdot 10^{-7}\,\text{T m/A}
Sistema de ejes coordenados X e Y
Dos conductores paralelos con corrientes I1 e I2 separados una distancia d
a
Sabiendo que I1=1 AI_1 = 1\,\text{A}, calcula el valor de I2I_2 para que, en un punto equidistante a ambos conductores, el campo magnético total sea B⃗=−10−5k⃗ T\vec{B} = -10^{-5} \vec{k}\,\text{T}.1 pt
b
Calcula la fuerza F⃗\vec{F} (módulo, dirección y sentido) sobre una carga q=1 μCq = 1\,\mu\text{C}, que pasa por dicho punto, con una velocidad v⃗=106j⃗ m/s\vec{v} = 10^6 \vec{j}\,\text{m/s}. Representa los vectores v⃗\vec{v}, B⃗\vec{B} y F⃗\vec{F}.1 pt
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Ejercicio 4 · Opción B

4Opción B
1,5 puntos
Bloque IV
Sabiendo que la intensidad de campo eléctrico en el punto P es nula, determina razonadamente la relación entre las cargas q1/q2q_1 / q_2.
Distribución de cargas q1 y q2 en una línea con el punto P a distancia 'a' de q1 y q1 a distancia 'a/2' de q2
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Ejercicio 5 · Opción A

5Opción A
1,5 puntos
Bloque V
Se desea identificar las partículas que emite una sustancia radiactiva. Para ello se hacen pasar entre las placas de un condensador cargado y se observa que unas se desvían en dirección a la placa positiva y otras no se desvían. Razona el tipo de emisión radiactiva y partículas que la constituyen, en cada caso.
Trayectorias de partículas en un condensador: una se desvía hacia la placa positiva y otra sigue recta
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Ejercicio 5 · Opción B

5Opción B
1,5 puntos
Bloque V
Se quiere realizar un experimento de difracción utilizando un haz de electrones, y se sabe que la longitud de onda de De Broglie óptima de los electrones sería de 10−1010^{-10} m. Calcula la cantidad de movimiento y la energía cinética (no relativista), expresada en eV, que deben tener los electrones.
Datos
  • e=1,60⋅10−19 Ce = 1{,}60 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
  • h=6,63⋅10−34 J⋅sh = 6{,}63 \cdot 10^{-34}\,\text{J} \cdot \text{s}
  • c=3⋅108 m/sc = 3 \cdot 10^8\,\text{m/s}
  • me=9,1⋅10−31 kgm_e = 9{,}1 \cdot 10^{-31}\,\text{kg}
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Ejercicio 6 · Opción A

6Opción A
1,5 puntos
Bloque VI
En febrero de este año 2014, en la National Ignition Facility, se ha conseguido por primera vez la fusión nuclear energéticamente rentable a partir de la reacción 12H+13H→ZAX+01n{}^{2}_{1}\text{H} + {}^{3}_{1}\text{H} \rightarrow {}^{A}_{Z}\text{X} + {}^{1}_{0}\text{n} Determina AA, ZZ y el nombre del elemento XX que se produce. Calcula la energía (en MeV) que se genera en dicha reacción.
Datos
  • m(12H)=2,0141 um({}^{2}_{1}\text{H}) = 2{,}0141\,u
  • m(13H)=3,0160 um({}^{3}_{1}\text{H}) = 3{,}0160\,u
  • m(01n)=1,0087 um({}^{1}_{0}\text{n}) = 1{,}0087\,u
  • m(ZAX)=4,0026 um({}^{A}_{Z}\text{X}) = 4{,}0026\,u
  • c=3⋅108 m/sc = 3 \cdot 10^8\,\text{m/s}
  • u=1,66⋅10−27 kgu = 1{,}66 \cdot 10^{-27}\,\text{kg}
  • e=1,60⋅10−19 Ce = 1{,}60 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
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Ejercicio 6 · Opción B

6Opción B
2 puntos
Bloque VI
En un experimento de efecto fotoeléctrico, la luz incide sobre un cátodo que puede ser de cerio (Ce) o de niobio (Nb). Al representar la energía cinética máxima de los electrones frente a la frecuencia ff de la luz, se obtienen las rectas mostradas en la figura. Responde razonadamente para qué metal se tiene:
Datos
  • h=6,63⋅10−34 J⋅sh = 6{,}63 \cdot 10^{-34}\,\text{J} \cdot \text{s}
Gráfica de Energía cinética máxima frente a frecuencia para Ce y Nb, con frecuencias umbral en 7 y 10 (10^14 Hz)
a
El mayor trabajo de extracción de electrones. Calcula su valor.1 pt
b
El mayor valor de la energía cinética máxima de los electrones si la frecuencia de la luz incidente es 20⋅1014 Hz20 \cdot 10^{14}\,\text{Hz}, en ambos casos. Calcula su valor.1 pt
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