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la cuevadel empollón
FísicaGaliciaPAU 2019Extraordinaria

Física · Galicia 2019

12 ejercicios90 min de duración

Instrucciones

Tiempo
1 hora y 30 minutos
Puntuación máxima: Cuestiones: 4 puntos (1 cada cuestión, teórica o práctica). Problemas: 6 puntos (1 cada apartado). No se valorará la simple anotación de una opción como solución a las cuestiones. Las respuestas han de ser razonadas. El/la alumno/a elegirá una de las dos opciones. Elegir y desarrollar una de las dos opciones. Las soluciones numéricas no acompañadas de unidades o con unidades incorrectas restarán 0,25 (por problema). Los errores de cálculo restarán 0,25 (por problema). En las cuestiones teóricas se considerarán también válidas las justificaciones por exclusión de las cuestiones incorrectas.
Elige una opción

Ejercicio 1

1
1 punto
La luz incidente, la reflejada y la refractada en la superficie de separación de dos medios de distinto índice de refracción tienen:
a
igual frecuencia, longitud de onda y velocidad
b
distinta frecuencia, longitud de onda y velocidad
c
igual frecuencia y distintas longitudes de onda y velocidad
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Ejercicio 2

2
1 punto
Para aumentar la potencia de una lente biconvexa simétrica situada en el aire deberíamos:
a
aumentar los radios de curvatura y disminuir el índice de refracción del material de la lente
b
disminuir los radios de curvatura y aumentar el índice de refracción del material de la lente
c
aumentar los radios de curvatura sin variar el índice de refracción del material de la lente
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Ejercicio 3

3
1 punto
Un determinado haz de luz provoca efecto fotoeléctrico en un determinado metal. Si aumentamos la intensidad del haz incidente:
a
aumenta el número de fotoelectrones arrancados, así como su energía cinética
b
aumenta el número de fotoelectrones arrancados sin modificarse la energía cinética de los mismos
c
el número de fotoelectrones arrancados no varía, pero su energía cinética aumenta
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Ejercicio 4

4
1 punto
Describe el procedimiento que seguirías en el laboratorio para determinar si la luz es una onda transversal o longitudinal, así como el material que debes utilizar.
Esquema experimental de polarización de la luz con polarizador y analizador
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Ejercicio 5

5
3 puntos
En el punto de coordenadas (0,3)(0, 3) se encuentra situada una carga, q1=7,11 nCq_1 = 7{,}11\,\text{nC}, y en el punto de coordenadas (4,0)(4, 0) se encuentra situada otra carga, q2=3,0 nCq_2 = 3{,}0\,\text{nC}. Las coordenadas están expresadas en metros. Calcula:
Datos
  • K=9⋅109 N m2 C−2K = 9 \cdot 10^9\,\text{N m}^2\,\text{C}^{-2}
a
la expresión vectorial de la intensidad del campo eléctrico en el punto (4,3)(4, 3)1 pt
Diagrama de vectores de campo eléctrico en el punto (4,3)
b
el valor del potencial eléctrico en el punto (4,3)(4, 3)1 pt
c
Indica el valor y el signo de la carga q3q_3 que hay que situar en el origen para que el potencial eléctrico en el punto (4,3)(4, 3) se anule.1 pt
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Ejercicio 6

6
3 puntos
Un satélite artificial describe órbitas circulares alrededor de la Tierra a una altura de 350 km350\,\text{km} respecto a la superficie terrestre. Calcula:
Datos
  • RT=6,37⋅106 mR_T = 6{,}37 \cdot 10^6\,\text{m}
  • g0=9,81 m s−2g_0 = 9{,}81\,\text{m s}^{-2}
a
la velocidad orbital del satélite1 pt
b
su período de revolución1 pt
c
Compara el valor de su aceleración centrípeta con el valor de la intensidad del campo gravitatorio terrestre gg a esa distancia de la Tierra. ¿Qué consecuencias se pueden extraer de este resultado?1 pt
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Ejercicio 13

13
1 punto
La distancia focal de un sistema formado por una lente convergente de 2 dioptrías y otra divergente de 4,5 dioptrías es:
a
2,5 m2{,}5\,\text{m}
b
−0,65 m-0{,}65\,\text{m}
c
−0,4 m-0{,}4\,\text{m}
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Ejercicio 14

14
1 punto
Las líneas de fuerza del campo eléctrico:
a
son cerradas
b
en cada punto son perpendiculares a las superficies equipotenciales
c
pueden cortarse
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Ejercicio 15

15
1 punto
Una partícula de masa mm y carga qq penetra en una región donde existe un campo magnético uniforme de módulo BB perpendicular a la velocidad vv de la partícula. El radio de la órbita descrita:
a
aumenta si aumenta la energía cinética de la partícula
b
aumenta si aumenta la intensidad del campo magnético
c
no depende de la energía cinética de la partícula
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Ejercicio 16

16
1 punto
Determina gráficamente el índice de refracción de un vidrio a partir de la siguiente tabla de valores de los ángulos de incidencia, φi\varphi_i, y de refracción, φr\varphi_r, de la luz. Estima su incertidumbre.
Gráfica de sen φi frente a sen φr para determinar el índice de refracción
NoN^o1234
φi\varphi_i10,0°20,0°30,0°40,0°
φr\varphi_r6,5°13,5°20,3°25,5°
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Ejercicio 17

17
3 puntos
Considera dos masas de 2 kg2\,\text{kg} y 4 kg4\,\text{kg} fijas sobre el eje xx en el origen y a x=6 mx = 6\,\text{m}, respectivamente. Calcula:
Datos
  • G=6,67⋅10−11 N m2 kg−2G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\,\text{N m}^2\,\text{kg}^{-2}
a
las coordenadas de un punto en el que el campo gravitatorio resultante valga cero1 pt
b
el potencial gravitatorio en x=2 mx = 2\,\text{m}1 pt
c
el trabajo realizado por la fuerza del campo gravitatorio para llevar una masa de 6 kg6\,\text{kg} desde ese punto hasta el infinito. Interpreta el signo del resultado.1 pt
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Ejercicio 18

18
3 puntos
Se ilumina un metal con luz monocromática de una cierta longitud de onda. Si el trabajo de extracción es de 4,8⋅10−19 J4{,}8 \cdot 10^{-19}\,\text{J} y el potencial de frenado es de 2,0 V2{,}0\,\text{V}, calcula:
Datos
  • ∣qe∣=1,6⋅10−19 C|q_e| = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
  • me=9,1⋅10−31 kgm_e = 9{,}1 \cdot 10^{-31}\,\text{kg}
  • h=6,63⋅10−34 J sh = 6{,}63 \cdot 10^{-34}\,\text{J s}
  • c=3,0⋅108 m s−1c = 3{,}0 \cdot 10^8\,\text{m s}^{-1}
a
la velocidad máxima de los electrones emitidos1 pt
b
la longitud de onda de la radiación incidente1 pt
c
Representa gráficamente la energía cinética máxima de los electrones emitidos en función de la frecuencia de la luz incidente.1 pt
Gráfica de la energía cinética máxima frente a la frecuencia
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Ejercicio 7

7
1 punto
El estroncio-90 es un isótopo radiactivo con un período de semidesintegración de 28 años. Si disponemos de una muestra inicial de dos moles del citado isótopo, el número de átomos de estroncio-90 que quedarán en la muestra al cabo de 112 años será:
Datos
  • NA=6,022⋅1023 partıˊculas/molN_A = 6{,}022 \cdot 10^{23}\,\text{partículas/mol}
a
1/8⋅NA1/8 \cdot N_A
b
1/16⋅NA1/16 \cdot N_A
c
1/4⋅NA1/4 \cdot N_A
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Ejercicio 8

8
1 punto
¿Cuál debería ser la distancia entre dos puntos de un medio por el que se propaga una onda armónica, con velocidad de fase de 100 m/s100\,\text{m/s} y 200 Hz200\,\text{Hz} de frecuencia, para que estén en el mismo estado de vibración?
a
2⋅n2 \cdot n
b
0,5⋅n0{,}5 \cdot n
c
nn, siendo n=0,1,2,3…n = 0, 1, 2, 3 \dots y medido en el SI
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Ejercicio 9

9
1 punto
Un astronauta (A) se acerca a una estrella con una velocidad de 200000 km/s200000\,\text{km/s} y otro astronauta (B) se aleja de la misma estrella con la misma velocidad con la que se acerca el (A). La velocidad con que estos astronautas perciben la velocidad de la luz de la estrella es:
a
mayor para el astronauta (A) y menor para el (B)
b
menor para el astronauta (A) y mayor para el (B)
c
igual para los dos astronautas
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Ejercicio 10

10
1 punto
A partir de medidas del radio, rr, y del período, TT, de cuatro satélites que orbitan la Tierra se obtiene la tabla adjunta. Representa esos datos en una gráfica y determina a partir de ella la masa de la Tierra.
Datos
  • G=6,67⋅10−11 N m2 kg−2G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\,\text{N m}^2\,\text{kg}^{-2}
Gráfica de la determinación de K mediante r³ frente a T²
SatéliteT2/s2T^2/s^2r3/km3r^3/km^3
13,18×1073,18 \times 10^73,29×10113,29 \times 10^{11}
23,89×1073,89 \times 10^74,05×10114,05 \times 10^{11}
34,75×1074,75 \times 10^74,93×10114,93 \times 10^{11}
41,44×1081,44 \times 10^81,48×10121,48 \times 10^{12}
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Ejercicio 11

11
3 puntos
Un haz de luz de frecuencia 4,30⋅1014 Hz4{,}30 \cdot 10^{14}\,\text{Hz} incide desde un medio 1 de índice de refracción n1=1,50n_1 = 1{,}50 sobre otro medio 2 de índice de refracción n2=1,30n_2 = 1{,}30. El ángulo de incidencia es de 50∘50^\circ. Determina:
Datos
  • c=3⋅108 m s−1c = 3 \cdot 10^8\,\text{m s}^{-1}
a
la longitud de onda del haz en el medio 11 pt
b
el ángulo de refracción1 pt
c
¿A partir de qué ángulo de incidencia se produce la reflexión total del haz incidente?1 pt
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Ejercicio 12

12
3 puntos
Un protón se mueve en un círculo de radio r=20 cmr = 20\,\text{cm}, perpendicularmente a un campo magnético B=0,4 TB = 0{,}4\,\text{T}. Determinar:
Datos
  • qp=1,6⋅10−19 Cq_p = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
  • mp=1,67⋅10−27 kgm_p = 1{,}67 \cdot 10^{-27}\,\text{kg}
a
la velocidad del protón1 pt
b
el período del movimiento1 pt
c
el campo eléctrico necesario para anular el efecto del campo magnético1 pt
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Ejercicio 19

19
1 punto
El 90232Th{}^{232}_{90}\text{Th} se desintegra emitiendo 6 partículas α\alpha y 4 partículas β\beta, lo que da lugar a un isótopo estable del plomo de número atómico:
a
82
b
78
c
74
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Ejercicio 20

20
1 punto
La expresión que relaciona la energía mecánica de un satélite que describe una órbita circular en torno a un planeta y su energía potencial es:
a
Em=−Ep\mathcal{E}_m = -\mathcal{E}_p
b
Em=−12Ep\mathcal{E}_m = -\frac{1}{2}\mathcal{E}_p
c
Em=12Ep\mathcal{E}_m = \frac{1}{2}\mathcal{E}_p
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Ejercicio 21

21
1 punto
Una superficie plana separa dos medios de índices de refracción distintos n1n_1 y n2n_2. Un rayo de luz incide desde el medio de índice n1n_1. Razona cuál de las afirmaciones siguientes es verdadera:
a
el ángulo de incidencia es mayor que el ángulo de reflexión
b
los ángulos de incidencia y de refracción son siempre iguales
c
si n1<n2n_1 < n_2 no se produce reflexión total
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Ejercicio 22

22
1 punto
En la práctica de óptica geométrica trabajas con lentes convergentes y obtienes imágenes en una pantalla variando la distancia entre el objeto y la lente. Justifica con diagramas de rayos los casos en los que no obtienes imágenes en la pantalla.
Diagramas de rayos para formación de imagen virtual e imagen en el infinito
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Ejercicio 23

23
3 puntos
Un electrón se acelera desde el reposo mediante una diferencia de potencial de 1,0⋅103 V1{,}0 \cdot 10^3\,\text{V}, penetrando a continuación, perpendicularmente, en un campo magnético uniforme de 0,20 T0{,}20\,\text{T}. Calcula:
Datos
  • qe=−1,6⋅10−19 Cq_e = -1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
  • me=9,1⋅10−31 kgm_e = 9{,}1 \cdot 10^{-31}\,\text{kg}
a
la velocidad del electrón al entrar en el campo magnético1 pt
b
el radio de la trayectoria del electrón1 pt
c
el módulo, la dirección y el sentido del campo eléctrico uniforme necesario para que el electrón no experimente desviación a su paso por la región en la que existen el campo eléctrico y el magnético.1 pt
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Ejercicio 24

24
3 puntos
En una cuerda se propaga una onda dada por la ecuación y(x,t)=0,04sen⁡2π(2x−4t)y(x, t) = 0{,}04 \sen 2\pi (2x - 4t), donde las longitudes se expresan en metros y el tiempo en segundos. Calcula:
a
la frecuencia, el número de onda, la longitud de onda y la velocidad de propagación de la onda1 pt
b
la diferencia de fase, en un instante determinado, entre dos puntos de la cuerda separados 1 m1\,\text{m} y comprueba si dichos puntos están en fase o en oposición1 pt
c
los módulos de la velocidad y aceleración máximas de vibración de los puntos de la cuerda.1 pt
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