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la cuevadel empollón
FísicaComunidad ValencianaPAU 2017Extraordinaria

Física · Comunidad Valenciana 2017

12 ejercicios90 min de duración

Instrucciones

Tiempo
1 hora y 30 minutos
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 deben 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 ICuestión
Deduce la expresión de la velocidad de un planeta en órbita circular alrededor del Sol, en función de la masa del Sol y del radio de la órbita. Suponiendo que Marte sigue una órbita circular, con un radio de 2,3⋅108 km2{,}3 \cdot 10^8\,\text{km}, a una velocidad v=8,7⋅104 km/hv = 8{,}7 \cdot 10^4\,\text{km/h}, calcula de forma razonada la masa del Sol.
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 2 · Opción A

2Opción A
1,5 puntos
Bloque IICuestión
¿En qué consiste el efecto Doppler? Explícalo razonadamente mediante un ejemplo.
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Ejercicio 3 · Opción A

3Opción A
2 puntos
Bloque IIIProblema
Se utiliza una lente delgada para proyectar sobre una pantalla la imagen de un objeto. Esta lente se sitúa entre el objeto y la pantalla. La distancia entre el objeto y la imagen es de 6 m6\,\text{m} y se pretende que ésta sea real, invertida y 3 veces mayor que el objeto.
a
Realiza un trazado de rayos donde se señale la posición de los tres elementos y el tamaño, tanto del objeto como de la imagen. ¿Qué tipo de lente debe usarse?1 pt
b
Calcula la distancia focal y la posición de la lente respecto a la pantalla.1 pt
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Ejercicio 4 · Opción A

4Opción A
2 puntos
Bloque IVProblema
La figura muestra dos conductores rectilíneos, indefinidos y paralelos entre sí, separados por una distancia d=4 cmd = 4\,\text{cm}. Por ellos circulan corrientes continuas de intensidades I1I_1 e I2=2I1I_2 = 2I_1. En un punto equidistante a ambos conductores y en su mismo plano, estas corrientes generan un campo magnético, B⃗=3⋅10−5k⃗ T\vec{B} = 3 \cdot 10^{-5} \vec{k}\,\text{T}.
Datos
  • μ0=4π⋅10−7 T m/A\mu_0 = 4\pi \cdot 10^{-7}\,\text{T m/A}
Dos conductores paralelos con corrientes I1 e I2 separados una distancia d
a
Calcula la corriente I1I_1.1 pt
b
Si una carga q=2 μCq = 2\,\mu\text{C} pasa por dicho punto con una velocidad v⃗=5⋅106j⃗ m/s\vec{v} = 5 \cdot 10^6 \vec{j}\,\text{m/s}, calcula la fuerza F⃗\vec{F} (módulo, dirección y sentido) sobre ella. Representa los vectores v⃗\vec{v}, B⃗\vec{B} y F⃗\vec{F}.1 pt
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Ejercicio 5 · Opción A

5Opción A
1,5 puntos
Bloque VCuestión
Determina la velocidad a la que debe acelerarse un protón para que su longitud de onda asociada de De Broglie sea de 0,05 nm0{,}05\,\text{nm}. Calcula también su energía cinética (en eV).
Datos
  • h=6,63⋅10−34 J⋅sh = 6{,}63 \cdot 10^{-34}\,\text{J} \cdot \text{s}
  • mp=1,7⋅10−27 kgm_p = 1{,}7 \cdot 10^{-27}\,\text{kg}
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Ejercicio 6 · Opción A

6Opción A
1,5 puntos
Bloque VICuestión
Actualmente existen varias compañías privadas que aspiran a desarrollar reactores de fusión nuclear para la obtención de energía. Una de ellas, situada en Canadá, pretende lograr la reacción de fusión X12X2122H+X13X2123H→XbaX2b2aX+X01X2021n\ce{^{2}_{1}H} + \ce{^{3}_{1}H} \mathrel{\ce{->}} \ce{^{a}_{b}X} + \ce{^{1}_{0}n}. Para evitar los problemas derivados de la emisión de X01X2021n\ce{^{1}_{0}n}, otra compañía, con sede en California, está intentando lograr la reacción XdcX2d2cY+X511X25211B→3 X24X2224He\ce{^{c}_{d}Y} + \ce{^{11}_{5}B} \mathrel{\ce{->}} \ce{3 ^{4}_{2}He}. Determina a,b,c,da, b, c, d y el nombre de los elementos X e Y.
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Ejercicio 7 · Opción B

7Opción B
1,5 puntos
Bloque ICuestión
Determina razonadamente la relación gM/gTg_M / g_T, donde gMg_M es la intensidad del campo gravitatorio en la superficie de Marte y gTg_T la de la Tierra, sabiendo que la masa de Marte es 0,110{,}11 veces la de la Tierra y que su radio es 0,530{,}53 veces el terrestre. Un cuerpo que en la Tierra pesa 2,6 N2{,}6\,\text{N}, ¿cuánto pesará en Marte?
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Ejercicio 8 · Opción B

8Opción B
2 puntos
Bloque IIProblema
Una onda armónica y(x,t)=Asen⁡(ωt+kx+ϕ)y(x, t) = A \sen(\omega t + kx + \phi) que se propaga con una velocidad de 1 m/s1\,\text{m/s} en el sentido negativo del eje X tiene una amplitud de (1/π) m(1/\pi)\,\text{m} y un periodo de 0,1 s0{,}1\,\text{s}. La velocidad del punto x=0x = 0 para t=0t = 0 es 20 m/s20\,\text{m/s}.
a
Determina razonadamente la longitud de onda, la frecuencia y la fase en unidades del SI.1 pt
b
Escribe la función de onda y(x,t)y(x, t) utilizando los resultados anteriores y calcula su valor en el punto x=0,1 mx = 0{,}1\,\text{m} para t=0,2 st = 0{,}2\,\text{s}.1 pt
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Ejercicio 9 · Opción B

9Opción B
1,5 puntos
Bloque IIICuestión
Describe qué problema de visión tiene una persona que sufre miopía. Explica razonadamente, empleando un diagrama de rayos, en qué consiste este problema, así como el tipo de lente que debe emplearse para su corrección.
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Ejercicio 10 · Opción B

10Opción B
1,5 puntos
Bloque IVCuestión
Se sitúan sobre el eje X dos cargas positivas qq, puntuales e idénticas, separadas una distancia 2a2a, tal y como se muestra en la figura. Calcula la expresión del vector campo eléctrico total en el punto K situado en el eje Y, a una distancia aa del origen. Dibuja los vectores campo generados por cada carga y el total en el punto K.
Dos cargas puntuales q en el eje X separadas por una distancia 2a y punto K en el eje Y a distancia a
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Ejercicio 11 · Opción B

11Opción B
1,5 puntos
Bloque VCuestión
Las partículas emitidas por las sustancias radiactivas pueden ser identificadas observando su desviación al atravesar un campo eléctrico. Razona gráficamente la dirección y sentido de la desviación sufrida, en relación con la dirección y sentido del campo eléctrico, para la emisión radiactiva de los tipos α\alpha, β−\beta^- y γ\gamma, indicando las partículas que las constituyen.
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Ejercicio 12 · Opción B

12Opción B
2 puntos
Bloque VIProblema
En un experimento de efecto fotoeléctrico, la luz puede incidir sobre un cátodo de Cesio (Cs) o de Zinc (Zn). 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. Cuando la longitud de onda de la luz incidente es λ=500 nm\lambda = 500\,\text{nm}, sólo se detectan electrones para el Cs, que tienen una energía cinética máxima ECmaˊx=6,63⋅10−20 JE_C^{\text{máx}} = 6{,}63 \cdot 10^{-20}\,\text{J}. Cuando λ=250 nm\lambda = 250\,\text{nm} se detectan electrones para ambos cátodos, siendo ECmaˊx=13,26⋅10−20 JE_C^{\text{máx}} = 13{,}26 \cdot 10^{-20}\,\text{J} para el de Zn.
Datos
  • 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}
Gráfica de energía cinética máxima frente a frecuencia para dos metales (1) y (2)
a
Sin realizar ningún cálculo numérico, razona a qué elemento corresponden las rectas (1) y (2) y explica el significado de los puntos de corte de estas rectas con el eje horizontal (puntos a y b).1 pt
b
Calcula el trabajo de extracción de electrones del Cs y Zn y los valores de los puntos a y b.1 pt
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