la cuevadel empollón

FísicaCastilla y LeónPAU 2020Ordinaria

Física · Castilla y León 2020

17 ejercicios

Instrucciones

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.

1Opción A

1 punto

Interacción gravitatoria

Desde la superficie terrestre se lanza un objeto verticalmente hacia arriba. A una altura de

3630\,\text{km}

respecto a la superficie de la Tierra su velocidad es

2000\,\text{m s}^{-1}

. Despreciando todo tipo de rozamiento, determine la velocidad con la que se lanzó.

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1Opción B

1 punto

Interacción gravitatoria

Razone si es verdadera o falsa la siguiente afirmación: “Para dos planetas de igual masa, pero diferente densidad media, la velocidad de escape desde la superficie es mayor para el planeta que tiene la menor densidad media”.

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2Opción A

1 punto

Interacción gravitatoria

Un satélite artificial se encuentra en una órbita circular de radio

7200\,\text{km}

alrededor de la Tierra. Calcule su velocidad y el tiempo que tarda en completar una vuelta a su órbita.

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2Opción B

1 punto

Interacción electromagnética

Una partícula de masa

m

y carga

q

entra con velocidad

v

en una zona donde existe un campo magnético uniforme

B

(perpendicular a

v

) y describe una trayectoria circular de radio

R

, como se ve en la figura. Deduzca la expresión de

R

en términos de

m

,

q

,

v

y

B

y determine razonadamente el signo de

q

.

Trayectoria circular de una carga en un campo magnético uniforme entrante al plano (representado por cruces).

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3Opción A

1 punto

Interacción electromagnética

Dos cargas puntuales,

q_1 = 3\,\mu\text{C}

y

q_2 = -3\,\mu\text{C}

, están situadas en los puntos

P_1(0, 3)

y

P_2(0, -3)

, respectivamente (unidades en el S.I.). Calcule el trabajo necesario para transportar otra carga

q_3 = 4\,\mu\text{C}

desde el punto

P_3(4, 0)

al punto

P_4(-4, 0)

. Interprete el resultado.

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3Opción B

1 punto

Interacción electromagnética

Razone si es verdadera o falsa la siguiente afirmación: “La fuerza electromotriz inducida en una espira puede ser nula en todo momento, independientemente de cómo sea la variación temporal del campo magnético de su entorno”.

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4Opción A

1 punto

Interacción electromagnética

Por un alambre recto y muy largo, situado sobre el eje

x

, circula una corriente

I

que crea un campo magnético de intensidad

(0, 0, 5 \cdot 10^{-5})\,\text{T}

en el punto

(0, 6, 0)\,\text{cm}

. Indique razonadamente el sentido de la corriente

I

que circula por el alambre y determine su intensidad.

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4Opción B

1 punto

Ondas

Justifique la doble periodicidad de una onda a partir de su expresión matemática.

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5Opción A

1 punto

Interacción electromagnética

El flujo que atraviesa una espira viene dado por

\phi = (t^2 - 5t) \cdot 10^{-1}

, en unidades del S.I. Calcule el valor de la fuerza electromotriz inducida en el instante

t = 2{,}5\,\text{s}

y represente gráficamente la dependencia de la fem con el tiempo entre los instantes

t = 0\,\text{s}

y

t = 10\,\text{s}

.

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5Opción B

1 punto

Óptica geométrica

Indique el tipo y disposición de las lentes empleadas en un microscopio. Realice el correspondiente trazado de rayos para un objeto de tamaño

y_1

que es observado a través de este instrumento.

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6Opción A

1 punto

Ondas

Una onda armónica se desplaza por una cuerda y tiene la siguiente expresión en unidades del S.I.:

y(x, t) = 0{,}06 \operatorname{sen} \left(4\pi t - \frac{\pi}{6} x\right)

Para el instante

t = 0{,}25\,\text{s}

, determine la elongación, la velocidad y la aceleración de un punto de la cuerda que se encuentra a

1{,}5\,\text{m}

del extremo situado en el origen de coordenadas.

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6Opción B

1 punto

Física del siglo XX

El carbono-14 (

\ce{^{14}C}

) es un emisor

\beta^-

. Escriba la ecuación de desintegración correspondiente a dicho elemento y describa brevemente el tipo de radiactividad asociado.

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7Opción A

1 punto

Ondas

¿Cuál es el nivel de intensidad sonora de una radio a

3\,\text{m}

de distancia si a una distancia de

10\,\text{m}

es de

40\,\text{dB}

y la radio emite uniformemente en todas las direcciones?

Datos

Intensidad física umbral $I_0 = 10^{-12}\,\text{W m}^{-2}$

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8Opción A

1 punto

Óptica geométrica

Un haz de luz viaja por el agua a una velocidad

v = 2{,}25 \cdot 10^8\,\text{m s}^{-1}

. Determine el valor mínimo del ángulo de incidencia sobre la superficie de separación agua-aire, para que no emerja al aire. Realice un diagrama de la marcha de rayos para el ángulo calculado y para otro ángulo mayor.

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9Opción A

1 punto

Óptica geométrica

Un objeto está situado a

25\,\text{cm}

de distancia de una pantalla. ¿En qué dos puntos comprendidos entre el objeto y la pantalla puede situarse una lente convergente de

4\,\text{cm}

de distancia focal para que se forme la imagen del objeto sobre la pantalla?

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10Opción A

1 punto

Física del siglo XX

Un metal, cuyo trabajo de extracción es

2{,}4\,\text{eV}

, se irradia con luz monocromática. Para cortar el flujo de electrones producidos por efecto fotoeléctrico se necesita un potencial de frenado de

0{,}7\,\text{V}

. Calcule la longitud de onda de la luz con que se irradia.

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11Opción A

1 punto

Física del siglo XX

Una reacción nuclear conocida por su aprovechamiento energético es:

\ce{^{235}_{92}U + ^{1}_{0}n -> ^{141}_{56}Ba + ^{92}_{36}Kr + 3 ^{1}_{0}n + energia}

Indique razonadamente si es una reacción de fusión o de fisión y determine la energía desprendida en la reacción por cada átomo de uranio. Exprese el resultado en eV.

Datos

$m(\ce{^{235}U}) = 235{,}0439\,\text{u}$
$m(\ce{^{141}Ba}) = 140{,}9162\,\text{u}$
$m(\ce{^{92}Kr}) = 91{,}9262\,\text{u}$
$m(\ce{^{1}n}) = 1{,}0087\,\text{u}$

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