Examen de selectividad de física resuelto. Andalucía , Septiembre 2020

Examen de selectividad de física resuelto. Andalucía , Julio 2020

SEPTIEMBRE 2020

1

a) Defina el concepto de energía mecánica de una partícula y explique cómo varía si sobre ella actúa una fuerza : i) Conservativa. ii) No conservativa.

b) Un bloque de 5 kg desliza, partiendo del reposo, por un plano inclinado que forma un ángulo de 30 0 con la horizontal desde una altura de 10 m. El coeficiente de rozamiento entre el bloque y el plano es de 0,2 . i) Represente en un esquema todas las fuerzas que actúan sobre el bloque durante la bajada. ii) Determine el trabajo realizado por la fuerza de rozamiento durante ese desplazamiento. iii) Calcule mediante consideraciones energéticas la velocidad con la que llega a la base del plano inclinado.

g= 9,8 m s -2

Solución:

2

a) Se sitúa una espira circular frente a un hilo recto muy largo por el que circula una corriente I , tal y como se muestra en la figura . Razone, apoyándose en un esquema, si se produce corriente inducida y justifique el sentido de la misma en los siguientes casos: i) La espira se mueve paralelamente al hilo. ii) La espira se mueve hacia la derecha, alejándose del hilo.

b) Una espira cuadrada de 4 cm de lado, situada inicialmente en el plano XY, está inmersa en un campo magnético uniforme de 3 T , dirigido en el sentido positivo del eje X. La espira gira con una velocidad angular de 100 rad s -1 en torno al eje Y . Calcule razonadamente, apoyándose en un esquema: i) El flujo magnético en función del tiempo. ii) La fuerza electromotriz inducida en función del tiempo.

Solución:

 

3

a) Dos ondas armónicas se propagan por el mismo medio a igual velocidad, con la misma amplitud, la misma dirección de propagación , y la frecuencia de la primera es el doble que la de la segunda. i) Compare la longitud de onda y el periodo de ambas ondas. ii) Escriba la ecuación de la segunda onda en función de las magnitudes de la primera

b) La ecuación de una onda que se propaga por una cuerda tensa es:

y(x,t)= 5 sen (50πt – 20πx ) S.I.

Calcule: i) La velocidad de propagación de la onda. ii) La velocidad del punto x=0 de la cuerda en el instante t= 1 s . iii) La diferencia de fase , en un mismo instante, entre dos puntos separados 1 m.

Solución:

 

4

a) Dibuje de forma aproximada la gráfica que representa la energía de enlace por nucleón en función del número másico e indique , razonadamente, a partir de ella , dónde están favorecidos energéticamente los procesos de fisión y fusión nuclear.

b) La masa atómica del isótopo  _{6}^{14}\textrm{C} es de 14,003241 u. calcule: i) El defecto de masa. ii) La energía de masa por nucleón.

c= 3 x10 8 m s -1 ; 1 u=1,66 x 10 -27 Kg ; mp= 1,007276 u ; mn= 1,008665 u

Solución:

 

 

5

a) Dos satélites describen órbitas circulares alrededor de un mismo planeta de masa M y radio R. El primero orbira con un radio 4R y el segundo con un radio 9R. i) Deduzca la expresión de la velocidad orbital. ii) Determine la relación entre las velocidades orbitales de ambos satélites.

b) Un satélite de 500 kg de masa orbita en torno a la Tierra con una velocidad de 6300 m s -1 . Calcule : i) El radio de la órbita del satélite. ii) El peso del satélite en la órbita

G = 6,67 . 10 -11 N m 2 kg -2; MT= 5,98 . 10 24 kg

Solución:

 

6

a) Una partícula con carga positiva se encuentra en un campo eléctrico uniforme. i) ¿Aumenta o disminuye su energía potencial eléctrica al moverse en la dirección y sentido del campo? ii) ¿Y si se moviera en una dirección perpendicular al campo? Razone las respuestas.

b) Una carga de 3 . 10 -9 C está situada en el origen de un sistema de coordenadas. Una segunda carga puntual de -4 . 10 -9 C se coloca en el punto (0,4) m. Ayudándose de un esquema, calcule el campo y el potencial eléctrico en el punto (3,0)m.

K = 9 . 10 9 N m 2 C -2

Solución:

 

 

7

a) Un rayo pasa de un medio a otro donde su longitud de onda es mayor. i) Indique cómo varían la frecuencia y la velocidad de propagación. ii) Realice un esquema indicando si el haz refractado se aleja o se acerca de la normal.

b) Un rayo de luz incide sobre la superficie que separa dos medios de índices de refracción n1=2,37 y n2 desconocido con un ángulo de incidencia de 16 o y uno de refracción de 30 0. i)Haga un esquema del proceso y determine n2. ii) Calcule a partir de qué ángulo de incidencia no se produce refracción.

Solución:

 

 

 

8

a) Al incidir luz roja sobre un determinado metal se produce efecto fotoeléctrico. Explique si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones: i) Si se duplica la intensidad de dicha luz, se duplicará también l energía cinética máxima de los fotoelectrones emitidos. ii) Si se ilumina con luz azul no se produce el efecto fotoeléctrico.

b) Un metal tiene una frecuencia umbral de 2 . 10 14 Hz para que se produzca el efecto fotoeléctrico. Si el metal se ilumina con una radiación de longitud de onda de 2 . 10 -7 m, calcule: i)La velocidad máxima de los fotoelectrones emitidos. ii) El potencial de frenado.

c=3 . 10 8 m s-1 ; h=6,63 . 10 -34 J s ; me=9,1 . 10 -31 kg ; e= 1,6 . 10 -19 C.

Solución:

Ejercicio resuelto selectividad física nuclear-N-113

a) Dibuje de forma aproximada la gráfica que representa la energía de enlace por nucleón en función del número másico e indique , razonadamente, a partir de ella , dónde están favorecidos energéticamente los procesos de fisión y fusión nuclear.

b) La masa atómica del isótopo  _{6}^{14}\textrm{C} es de 14,003241 u. calcule: i) El defecto de masa. ii) La energía de masa por nucleón.

c= 3 x10 8 m s -1 ; 1 u=1,66 x 10 -27 Kg ; mp= 1,007276 u ; mn= 1,008665 u

Ejercicio resuelto selectividad física nuclear-N-113

Ejercicio resuelto selectividad física nuclear-N-113

Ejercicio resuelto selectividad física Cuántica c-101

a) Al incidir luz roja sobre un determinado metal se produce efecto fotoeléctrico. Explique si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones: i) Si se duplica la intensidad de dicha luz, se duplicará también l energía cinética máxima de los fotoelectrones emitidos. ii) Si se ilumina con luz azul no se produce el efecto fotoeléctrico.

b) Un metal tiene una frecuencia umbral de 2 . 10 14 Hz para que se produzca el efecto fotoeléctrico. Si el metal se ilumina con una radiación de longitud de onda de 2 . 10 -7 m, calcule: i)La velocidad máxima de los fotoelectrones emitidos. ii) El potencial de frenado.

c=3 . 10 8 m s-1 ; h=6,63 . 10 -34 J s ; me=9,1 . 10 -31 kg ; e= 1,6 . 10 -19 C.

Ejercicio resuelto selectividad física Cuántica c-101

Ejercicio resuelto selectividad física Cuántica c-101

Ejercicio resuelto selectividad física Óptica-op-113

a) Un rayo pasa de un medio a otro donde su longitud de onda es mayor. i) Indique cómo varían la frecuencia y la velocidad de propagación. ii) Realice un esquema indicando si el haz refractado se aleja o se acerca de la normal.

b) Un rayo de luz incide sobre la superficie que separa dos medios de índices de refracción n1=2,37 y n2 desconocido con un ángulo de incidencia de 16 o y uno de refracción de 30 0. i)Haga un esquema del proceso y determine n2. ii) Calcule a partir de qué ángulo de incidencia no se produce refracción.

Ejercicio resuelto selectividad física Óptica-op-113

Ejercicio resuelto selectividad física Óptica-op-113

Ejercicio resuelto selectividad física Ondas-On-90

a) Dos ondas armónicas se propagan por el mismo medio a igual velocidad, con la misma amplitud, la misma dirección de propagación , y la frecuencia de la primera es el doble que la de la segunda. i) Compare la longitud de onda y el periodo de ambas ondas. ii) Escriba la ecuación de la segunda onda en función de las magnitudes de la primera

b) La ecuación de una onda que se propaga por una cuerda tensa es:

y(x,t)= 5 sen (50πt – 20πx ) S.I.

Calcule: i) La velocidad de propagación de la onda. ii) La velocidad del punto x=0 de la cuerda en el instante t= 1 s . iii) La diferencia de fase , en un mismo instante, entre dos puntos separados 1 m.

Ejercicio resuelto selectividad física Ondas-On-90

Ejercicio resuelto selectividad física Ondas-On-90

Ejercicio resuelto selectividad física electromagnetismo-Em-156

a) Se sitúa una espira circular frente a un hilo recto muy largo por el que circula una corriente I , tal y como se muestra en la figura . Razone, apoyándose en un esquema, si se produce corriente inducida y justifique el sentido de la misma en los siguientes casos: i) La espira se mueve paralelamente al hilo. ii) La espira se mueve hacia la derecha, alejándose del hilo.

b) Una espira cuadrada de 4 cm de lado, situada inicialmente en el plano XY, está inmersa en un campo magnético uniforme de 3 T , dirigido en el sentido positivo del eje X. La espira gira con una velocidad angular de 100 rad s -1 en torno al eje Y . Calcule razonadamente, apoyándose en un esquema: i) El flujo magnético en función del tiempo. ii) La fuerza electromotriz inducida en función del tiempo.

Ejercicio resuelto selectividad física electromagnetismo-Em-156

Ejercicio resuelto selectividad física electromagnetismo-Em-156

Ejercicio resuelto Selectividad física Campo Eléctrico E-78

a) Una partícula con carga positiva se encuentra en un campo eléctrico uniforme. i) ¿Aumenta o disminuye su energía potencial eléctrica al moverse en la dirección y sentido del campo? ii) ¿Y si se moviera en una dirección perpendicular al campo? Razone las respuestas.

b) Una carga de 3 . 10 -9 C está situada en el origen de un sistema de coordenadas. Una segunda carga puntual de -4 . 10 -9 C se coloca en el punto (0,4) m. Ayudándose de un esquema, calcule el campo y el potencial eléctrico en el punto (3,0)m.

K = 9 . 10 9 N m 2 C -2

Ejercicio resuelto Selectividad física Campo Eléctrico E-78

Ejercicio resuelto Selectividad física Campo Eléctrico E-78

 

Ejercicio resuelto selectividad física Campo Gravitatorio-G-157

a) Dos satélites describen órbitas circulares alrededor de un mismo planeta de masa M y radio R. El primero orbira con un radio 4R y el segundo con un radio 9R. i) Deduzca la expresión de la velocidad orbital. ii) Determine la relación entre las velocidades orbitales de ambos satélites.

b) Un satélite de 500 kg de masa orbita en torno a la Tierra con una velocidad de 6300 m s -1 . Calcule : i) El radio de la órbita del satélite. ii) El peso del satélite en la órbita

G = 6,67 . 10 -11 N m 2 kg -2; MT= 5,98 . 10 24 kg

Ejercicio resuelto selectividad física Campo Gravitatorio-G-157

Ejercicio resuelto selectividad física Mecánica-M-74

a) Defina el concepto de energía mecánica de una partícula y explique cómo varía si sobre ella actúa una fuerza : i) Conservativa. ii) No conservativa.

b) Un bloque de 5 kg desliza, partiendo del reposo, por un plano inclinado que forma un ángulo de 30 0 con la horizontal desde una altura de 10 m. El coeficiente de rozamiento entre el bloque y el plano es de 0,2 . i) Represente en un esquema todas las fuerzas que actúan sobre el bloque durante la bajada. ii) Determine el trabajo realizado por la fuerza de rozamiento durante ese desplazamiento. iii) Calcule mediante consideraciones energéticas la velocidad con la que llega a la base del plano inclinado.

g= 9,8 m s -2

Ejercicio resuelto selectividad física Mecánica-M-74

Ejercicio resuelto selectividad física Mecánica-M-74

Examen de selectividad de física resuelto. Andalucía , Julio 2020

Examen de selectividad de física resuelto. Andalucía , Julio 2020

 

1–a) i) ¿Puede ser nulo el campo gravitatorio en alguna región del espacio cercano a dos partícula sabiendo que la masa de una de ellas es el doble que la de la otra? ii) ¿Y el potencial gravitatorio ?Razone las respuestas apoyándose en un esquema

b) Dos masas de 2 y 5 kg se encuentran situadas en los puntos (0,3) m y (4,0) m , respectivamente. Calcule: i) El potencial gravitatorio en el origen de coordenadas. ii) El trabajo necesario para desplazar una masa de 10 kg desde el origen de coordenadas al punto (4,3) m y comente el resultado obtenido.

G= 6,67 . 10 -11 N m 2 kg -2

Solución:

 

2–a) Un solenoide de N espiras se encuentra inmerso en un campo magnético variable con el tiempo. El eje del solenoide forma un ángulo de 45 0 con el campo . Razone, apoyándose en un esquema, qué ocurriría con la fuerza electromotriz inducida si : i) El número de espiras fuera el doble. ii) El ángulo entre el eje y el campo fuera el doble del inicial.

b) Una espira cuadrada penetra en un campo magnético uniforme de 2 T, perpendicular al plano de la espira. Mientras entra, la superficie de la espira afectada por el campo magnético aumenta según la expresión S(t)= 0,25 t m 2 . i) Realice un esquema que muestre el sentido de la corriente inducida en la espira y los campos magnéticos implicados (externo e inducido). ii) Calcule razonadamente la fuerza electromotriz inducida en la espira

Solución:

 

3–a) Determine, mediante trazado de rayos, la imagen que se produce en una lente convergente para un objeto situado a una distancia de la lente: i) Entre una y dos veces la distancia focal, ii) A más de dos veces la distancia focal. Indique, razonadamente, la naturaleza de la imagen en ambos casos.

b) Situamos un objeto de 0,4 m de altura a 0,2 m de una lente convergente de 0,6 m de distancia focal. i) Realice la construcción geométrica del trazado de rayos. ii) Calcule de forma razonada : la posición, el tamaño y la naturaleza de la imagen formada.

Solución:

 

4–a) Dos partículas de diferente masa tienen asociada una misma longitud de onde de De Broglie. Sabiendo que la energía cinética de una de ellas es el doble que la otra, determine la relación entre sus masas.

b) Se acelera un protón desde el reposo mediante una diferencia de potencial de 1000 V. Determine: i) La velocidad que adquiere el protón. ii) Su longitud de onda de De Broglie.

m p = 1,7 , 10 – 27 kg ; h= 6,63 . 10 -34 J s ; e= 1,6 . 10 -19 C

Solución:

 

 

5–a)¿ Se cumple siempre que el aumento de energía cinética es igual a la disminución de energía potencial? Justifique la respuesta.

b) Un cuerpo de 0,5 kg se lanza hacia arriba por un plano inclinado, que forma 30 0 con la horizontal, con una velocidad inicial de 5 m s -1 . El coeficiente de rozamiento es 0,2. i) Dibuje en un esquema las fuerzas que actúan sobre el cuerpo, cuando sube y cuando baja por el plano. Determine, mediante consideraciones energéticas : ii) La altura máxima que alcanza el cuerpo. iii) La velocidad con la que vuelve al punto de partida.

g= 9,8 m s -2

Solución:

 

6–a) Un electrón se mueve por una región del espacio donde existen campos eléctrico y magnético uniformes, de forma que la fuerza neta que actúa sobre el electrón es nula. i) Discuta razonadamente, con la ayuda de un esquema, cómo deben ser las direcciones y sentidos de los campos. ii) Determine la expresión del módulo de la velocidad de la partícula para que esto ocurra.

b) Tenemos dos conductores rectilíneos verticales y muy largos, dispuestos paralelamente y separados 3,5 m . Por el primero circula una intensidad de 3 A hacia arriba. i) Calcule razonadamente el valor y el sentido de la corriente que debe circular por el segundo conductor para que el campo magnético en un punto situado entre los dos conductores y a 1,5 m del primero sea nulo. ii) Realice un esquema representando las magnitudes implicadas .

μ0 =4 π .10-7 T m A -1

Solución:

 

 

7–a) Qué significa que una onda armónica tenga doble periodicidad? Realice las gráficas necesarias para representar ambas periodicidades.

b) Una onda viajera viene dada por la ecuación:

y(x,t)=20 cos (10t -50x) (S.I.)

Calcule: i) Su velocidad de propagación. ii) La ecuación de la velocidad de oscilación y su valor máximo. iii) La ecuación de la aceleración y su valor máximo.

Solución:

 

 

 

8–a) El  _{82}^{214}\textrm{Pb} emite una partícula alfa y se transforma en mercurio (Hg) que , a su vez, emite una partícula beta y se transforma en Talio (Tl). Escriba, razonadamente, las reacciones de desintegración descritas.

b) Se dispone inicialmente de una muestra radiactiva que contiene 6 . 10 21 átomos de un isótopo de Co, cuyo periodo de semidesintegración es de 77,27 días. calcule: i) La constante de desintegración radiactiva del isótopo de Co. ii) La actividad inicial de la muestra. iii) El número de átomos que se han desintegrado al, cabo de 180 días

Solución:

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