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la cuevadel empollón
FísicaComunidad ValencianaPAU 2017Ordinaria

Física · Comunidad Valenciana 2017

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 puede disponer de una calculadora científica no programable y no gráfica. Se prohíbe su utilización indebida (almacenamiento de información). Se use o no la calculadora, los resultados deberán estar debidamente justificados. Realiza primero el cálculo simbólico y después obtén el resultado numérico.

Ejercicio 1 · Opción A

1Opción A
1,5 puntos
Bloque ICuestión
Calcula razonadamente la velocidad de escape desde la superficie de un planeta cuyo radio es 2 veces el de la Tierra y su masa es 8 veces la de la Tierra.
Datos
  • velocidad de escape desde la superficie de la Tierra, v=11,2 km/sv = 11{,}2\,\text{km/s}
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Ejercicio 1 · Opción B

1Opción B
1,5 puntos
Bloque ICuestión
Un esquiador puede utilizar dos rutas diferentes para descender entre un punto inicial y otro final. La ruta 1 es rectilínea y la 2 es sinuosa y presenta cambios de pendiente. ¿Es distinto el trabajo debido a la fuerza gravitatoria sobre el esquiador según el camino elegido? Justifica la respuesta.
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Ejercicio 2 · Opción A

2Opción A
1,5 puntos
Bloque IICuestión
Explica la diferencia existente entre la velocidad de propagación de una onda y la velocidad de oscilación de un punto de dicha onda.
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Ejercicio 2 · Opción B

2Opción B
1,5 puntos
Bloque IICuestión
Una onda sonora de frecuencia ff se propaga por un medio (1) con velocidad v1v_1. En un cierto punto, la onda pasa a otro medio (2) en el que la velocidad de propagación es v2=v1/2v_2 = v_1 / 2. Determina razonadamente los valores de la frecuencia, el periodo y la longitud de onda en el medio (2) en función de los que tiene la onda en el medio (1).
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Ejercicio 3 · Opción A

3Opción A
2 puntos
Bloque IIIProblema
Una placa de vidrio se sitúa horizontalmente sobre la superficie del agua contenida en un depósito, de forma que la parte superior de la placa está en contacto con el aire, tal como muestra la figura. Un rayo de luz incide desde el aire a la cara superior del vidrio formando un ángulo α=60∘\alpha = 60^{\circ} con la vertical.
Datos
  • índice de refracción del agua nagua=1,3n_{\text{agua}} = 1{,}3
  • índice de refracción del aire naire=1n_{\text{aire}} = 1
  • índice de refracción del vidrio nvidrio=1,5n_{\text{vidrio}} = 1{,}5
Diagrama de refracción de un rayo de luz atravesando aire, vidrio y agua, indicando el ángulo alfa, el espesor d y el segmento AB.
a
Calcula el ángulo de refracción del rayo de luz al pasar del vidrio al agua.1 pt
b
Deduce la expresión de la distancia (AB) de desviación del rayo de luz tras atravesar el vidrio, y calcula su valor numérico. La placa de vidrio tiene un espesor d=20 cmd = 20\,\text{cm}.1 pt
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Ejercicio 3 · Opción B

3Opción B
2 puntos
Bloque IIIProblema
Se sitúa un objeto de 5 cm5\,\text{cm} de tamaño a una distancia de 20 cm20\,\text{cm} de una lente delgada convergente de distancia focal 10 cm10\,\text{cm}, como muestra la figura.
Esquema óptico de un objeto de 5 cm frente a una lente convergente con foco F.
a
Indica las características de la imagen a partir del trazado de rayos.1 pt
b
Calcula el tamaño y la posición de la imagen y la potencia de la lente.1 pt
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Ejercicio 4 · Opción A

4Opción A
1,5 puntos
Bloque IVCuestión
Una partícula de carga q=3 μCq = 3\,\mu\text{C} que se mueve con velocidad v⃗=2⋅103i⃗ m/s\vec{v} = 2 \cdot 10^3 \vec{i}\,\text{m/s} entra en una región del espacio en la que hay un campo eléctrico uniforme E⃗=−3j⃗ N/C\vec{E} = -3 \vec{j}\,\text{N/C} y también un campo magnético uniforme B⃗=4k⃗ mT\vec{B} = 4 \vec{k}\,\text{mT}. Calcula el vector fuerza total que actúa sobre esa partícula y representa todos los vectores involucrados (haz coincidir el plano XY con el plano del papel).
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Ejercicio 4 · Opción B

4Opción B
2 puntos
Bloque IVProblema
Un electrón se mueve dentro de un campo eléctrico uniforme E⃗=−Ei⃗\vec{E} = -E \vec{i}. El electrón parte del reposo desde el punto A, de coordenadas (0,0)(0, 0), y llega al punto C con una velocidad de 106 m/s10^6\,\text{m/s} después de recorrer 1 m1\,\text{m}.
Datos
  • carga elemental, e=1,6⋅10−19 Ce = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
  • masa del electrón, me=9,1⋅10−31 kgm_e = 9{,}1 \cdot 10^{-31}\,\text{kg}
a
Indica la trayectoria que seguirá el electrón y las coordenadas del punto C.1 pt
b
Calcula razonadamente el trabajo realizado por el campo eléctrico sobre la carga desde A a C y el valor del campo eléctrico.1 pt
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Ejercicio 5 · Opción A

5Opción A
1,5 puntos
Bloque VCuestión
Calcula la energía total en kilovatios-hora (kW·h) que se obtiene como resultado de la fisión de 2 g2\,\text{g} de X235X22235U\ce{^{235}U}, suponiendo que todos los núcleos se fisionan y que en cada reacción se liberan 200 MeV200\,\text{MeV}.
Datos
  • número de Avogadro, NA=6⋅1023 mol−1N_A = 6 \cdot 10^{23}\,\text{mol}^{-1}
  • carga elemental, e=1,6⋅10−19 Ce = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
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Ejercicio 5 · Opción B

5Opción B
1,5 puntos
Bloque VCuestión
La gráfica de la derecha representa el número de núcleos radiactivos de una muestra en función del tiempo en años. Utilizando los datos de la gráfica, deduce razonadamente el periodo de semidesintegración de la muestra y determina el número de periodos de semidesintegración necesarios para que sólo queden 250 núcleos por desintegrar.
Gráfica de decaimiento radiactivo: número de núcleos frente a tiempo en años, empezando en 1000 núcleos.
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Ejercicio 6 · Opción A

6Opción A
2 puntos
Bloque VIProblema
El cátodo de una célula fotoeléctrica tiene una longitud de onda umbral de 750 nm750\,\text{nm}. Sobre su superficie incide un haz de luz de longitud de onda 250 nm250\,\text{nm}. Calcula:
Datos
  • constante de Planck, h=6,63⋅10−34 J⋅sh = 6{,}63 \cdot 10^{-34}\,\text{J} \cdot \text{s}
  • masa del electrón, me=9,1⋅10−31 kgm_e = 9{,}1 \cdot 10^{-31}\,\text{kg}
  • velocidad de la luz en el vacío, c=3⋅108 m/sc = 3 \cdot 10^8\,\text{m/s}
  • carga elemental, e=1,6⋅10−19 Ce = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
a
La velocidad máxima de los fotoelectrones emitidos desde el cátodo.1 pt
b
La diferencia de potencial que hay que aplicar para anular la corriente producida en la fotocélula.1 pt
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Ejercicio 6 · Opción B

6Opción B
1,5 puntos
Bloque VICuestión
Indica razonadamente qué partícula se emite en cada uno de los pasos de la siguiente serie radiactiva, e identifícala con algún tipo de desintegración.X90231X2902231Th→X91231X2912231Pa→X89227X2892227Ac\ce{^{231}_{90}Th -> ^{231}_{91}Pa -> ^{227}_{89}Ac}
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