¡Descarga Examen física para estudiar y más Exámenes selectividad en PDF de Física solo en Docsity!
COMISSIÓ GESTORA DE LES PROVES D’ACCÉS A LA UNIVERSITAT COMISIÓN GESTORA DE LAS PRUEBAS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD
PROVES D’ACCÉS A LA UNIVERSITAT PRUEBAS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD CONVOCATÒRIA: JUNY 2023 CONVOCATORIA: JUNIO 2023
Assignatura: FÍSICA Asignatura: FÍSICA
BAREMO DEL EXAMEN: La puntuación máxima de cada problema es de 2 puntos y la de cada cuestión de 1,5 puntos. Se permite el uso de calculadoras siempre que no sean gráficas o programables y que no puedan realizar cálculo simbólico ni almacenar datos o fórmulas en memoria. Los resultados deberán estar siempre debidamente justificados. Realiza primero el cálculo simbólico y después obtén el resultado numérico. TACHA CLARAMENTE todo aquello que no deba ser evaluado
CUESTIONES (elige y contesta exclusivamente 4 cuestiones)
CUESTIÓN 1 - Interacción gravitatoria Deduce razonadamente la expresión del periodo de un planeta en una órbita circular alrededor del Sol, en función del radio de la órbita y de la masa del Sol. Suponiendo que las órbitas de la Tierra y Urano son circulares, de radios 𝑟𝑇 = 1,5 ∙ 10^11 m y 𝑟𝑈 = 2,9 ∙ 10^12 m respectivamente, calcula el periodo orbital de Urano en años terrestres. Utiliza exclusivamente los datos del enunciado.
CUESTIÓN 2 - Interacción electromagnética Dos cargas puntuales 𝑞 = −1 nC están situadas en los puntos A y B de la circunferencia de radio 𝑟 de la figura. Representa en el punto O el vector campo eléctrico generado por cada carga y el vector campo total, indicando el ángulo que forma este último con el eje x. Razona el signo y valor de la carga 𝑄 que habrá que situar en el punto C (equidistante de A y B) para que el campo total de las tres cargas sea nulo en el punto O.
CUESTIÓN 3 - Interacción electromagnética Un imán se mueve con velocidad 𝑣, acercándose perpendicularmente al plano de una espira conductora circular, como indica la figura. Razona por qué se induce una corriente en la espira, basándote en la ley que explica este fenómeno. Explica el sentido de la corriente inducida y dibújalo sobre la espira. ¿Cuál es la corriente inducida si el imán permanece quieto?
CUESTIÓN 4 - Ondas Una onda armónica está descrita por la función 𝑦(𝑥, 𝑡) = 𝐴 sin(2𝜋𝑓𝑡 − 𝑘𝑥 + 𝜑), y se propaga por un medio con velocidad 𝑣. ¿Cómo cambian su frecuencia, número de onda y fase inicial cuando esta onda pasa a otro medio donde su velocidad de propagación es 2𝑣?
CUESTIÓN 5 - Ondas La figura muestra, en un instante fijo, una onda plana que incide desde la izquierda sobre una pared con un pequeño orificio y pasa a ser una onda circular. ¿Cómo se llama este fenómeno? Explica en qué consiste. ¿Qué magnitud física es la distancia 𝑑 que se representa en la figura?
CUESTIÓN 6 - Óptica geométrica En la figura se muestra una lente, 𝐿, y la posición de un objeto, 𝑂. La imagen es virtual y se encuentra a 10 cm de la lente. Determina la distancia focal imagen de la lente, la potencia de la lente en dioptrías y el tamaño de la imagen si el objeto mide 5 cm.
CUESTIÓN 7- Física del siglo XX Un neutrón tiene una energía cinética relativista de 50 MeV. Determina la relación (cociente) entre la energía total del neutrón y su energía en reposo. Calcula la velocidad del neutrón.
Dato: masa en reposo del neutrón, 𝑚 0 = 940
MeV c^2 ; velocidad de la luz en el vacío,^ 𝑐 = 3 · 10
(^8) m/s.
CUESTIÓN 8 - Física del siglo XX El potencial de frenado de una célula fotoeléctrica es nulo cuando la luz incidente tiene la longitud de onda umbral, 𝜆𝑜 = 540 nm. Determina la frecuencia umbral. Obtén la expresión del potencial de frenado ∆𝑉 en función de la frecuencia 𝑓 de la luz incidente y explica en qué te basas para deducirla. Datos: carga eléctrica elemental, 𝑞 = 1,6 · 10−19^ C; constante de Planck, ℎ = 6,63 · 10−34^ J · s; velocidad de la luz en el vacío, 𝑐 = 3 · 10^8 m/s.
PROBLEMAS (elige y contesta exclusivamente 2 problemas)
PROBLEMA 1 - Interacción gravitatoria El satélite Sentinel 1 se utiliza para la monitorización del suelo terrestre por teledetección. Tiene una masa 𝑚 = 2200 kg y completa 14,5 órbitas circulares alrededor de la Tierra cada día. a) Deduce la relación entre el radio de la órbita, la masa de la Tierra y la velocidad angular del Sentinel 1. Calcula la altura a la que se encuentra orbitando. (1 punto) b) Calcula la velocidad orbital, la energía cinética y la energía mecánica del Sentinel 1. (1 punto) Datos: constante de gravitación universal, 𝐺 = 6,67 · 10−11^ N · m^2 /kg^2 ; masa de la Tierra, 𝑀 = 6,0 · 10^24 kg; radio de la Tierra, 𝑅 = 6370 km.
PROBLEMA 2 - Interacción electromagnética Se tienen tres conductores rectilíneos muy largos y paralelos entre sí. Por dos de los conductores circulan corrientes eléctricas 𝐼 1 = 2,0 A e 𝐼 2 = 4,0 A en el sentido que se indica en la figura. a) Calcula la intensidad y el sentido de la corriente en el otro conductor 𝐼 3 para que el campo magnético en el punto P de la figura sea nulo. (1 punto) b) El vector campo magnético en el punto S es 𝐵⃗𝑆 = −7,5 · 10−7^ 𝑘⃗ T, determina la fuerza que actúa sobre una carga de 1 μC que pasa por S con una velocidad 𝑣 = −10^5 𝑗 m/s. (1 punto) Dato: permeabilidad magnética del vacío, 𝜇 0 = 4𝜋 · 10−7^ T · m/A.
PROBLEMA 3 - Ondas Una onda armónica se propaga hacia la izquierda por la superficie de un estanque y provoca la oscilación de una boya, que pasa de la posición más baja a la más alta en 3 s. La figura representa la onda y la boya (círculo negro) en los instantes 𝑡 = 0 y 𝑡 = 3 s. a) Determina la amplitud, longitud de onda, periodo, frecuencia y velocidad de propagación de la onda. ( punto)
b) Determina la fase inicial y escribe la función de onda
(utilizando la función seno). ¿Cuál es la velocidad de la boya en el instante 𝑡 = 3 s? (1 punto)
PROBLEMA 4 - Física del siglo XX En una excavación arqueológica se ha encontrado un tótem de madera cuyo contenido en 14 𝐶^ es el 53% del que tienen las maderas de árboles actuales de la misma zona. a) Determina en qué año fue realizado el tótem. (1 punto) b) El isótopo 146 𝐶^ se desintegra según 146 𝐶^ → 147 𝑁^ + 𝑋. La partícula 𝑋 tiene una energía total 𝐸 = 0,667 MeV y una energía cinética 𝐸𝑐 = 0,156 MeV ¿De qué tipo de radiactividad se trata? Calcula la energía en reposo y la masa de la partícula. (1 punto) Datos: periodo de semidesintegración 146 𝐶^ , 𝑇1/2 = 5730 años; carga elemental, 𝑞 = 1,6 · 10−19^ C; velocidad de
la luz en el vacío, 𝑐 = 3 · 10^8 m/s
QÜESTIÓ 7- Física del segle XX Un neutró té una energia cinètica relativista de 50 MeV. Determineu la relació (quocient) entre l’energia total del neutró i la seua energia en repòs. Calculeu la velocitat del neutró.
Dada: massa en repòs del neutró, 𝑚 0 = 940
MeV c^2 ; velocitat de la llum en el buit,^ 𝑐 = 3 · 10
(^8) m/s.
QÜESTIÓ 8 - Física del segle XX El potencial de frenada d’una cèl·lula fotoelèctrica és nul quan la llum incident té la longitud d’ona llindar, 𝜆𝑜 = 540 nm. Determineu la freqüència llindar. Obteniu l’expressió del potencial de frenada ∆𝑉 en funció de la freqüència 𝑓 de la llum incident i expliqueu en què us baseu per a deduir-la. Dades: càrrega elèctrica elemental, 𝑞 = 1,6 · 10−19^ C; constant de Planck, ℎ = 6,63 · 10−34^ J · s; velocitat de la llum en el buit, 𝑐 = 3 · 10^8 m/s.
PROBLEMES (trieu i contesteu únicament 2 problemes)
PROBLEMA 1 - Interacció gravitatòria El satèl·lit Sentinel 1 s’utilitza per al monitoratge del sòl terrestre per teledetecció. Té una massa 𝑚 = 2200 kg i completa 14,5 òrbites circulars al voltant de la Terra cada dia. a) Deduïu la relació entre el radi de l’òrbita, la massa de la Terra i la velocitat angular del Sentinel 1. Calculeu l’altura a què es troba orbitant. (1 punt). b) Calculeu la velocitat orbital, l’energia cinètica i l’energia mecànica del Sentinel 1. (1 punt). Dades: constant de gravitació universal, 𝐺 = 6,67 · 10−11^ N · m^2 /kg^2 ; massa de la Terra, 𝑀 = 6,0 · 10^24 kg; radi de la Terra, 𝑅 = 6370 km.
PROBLEMA 2 - Interacció electromagnètica Tenim tres conductors rectilinis molt llargs i paral·lels entre si. Per dos dels conductors circulen corrents elèctrics 𝐼 1 = 2,0 A i 𝐼 2 = 4,0 A en el sentit que s’indica en la figura. a) Calculeu la intensitat i el sentit del corrent en l’altre conductor 𝐼 3 perquè el camp magnètic en el punt P de la figura siga nul. (1 punt) b) El vector camp magnètic en el punt S és 𝐵⃗𝑆 = −7,5 · 10−7^ 𝑘⃗ T, determineu la força que actua sobre una càrrega d’1 μC que passa per S amb una velocitat 𝑣 = −10^5 𝑗 m/s. (1 punt) Dada: permeabilitat magnètica del buit, 𝜇 0 = 4𝜋 · 10−7^ T · m/A.
PROBLEMA 3 - Ones Una ona harmònica es propaga cap a l’esquerra per la superfície d’un estany i provoca l’oscil·lació d’una boia, que passa de la posició més baixa a la més alta en 3 s. La figura representa l’ona i la boia (cercle negre) en els instants 𝑡 = 0 i 𝑡 = 3 s. a) Determineu l’amplitud, longitud d’ona, període, freqüència i velocitat de propagació de l’ona. (1 punt) b) Determineu la fase inicial i escriviu la funció d’ona (utilitzant la funció sinus). Quina és la velocitat de la boia en l’instant 𝑡 = 3 s? (1 punt)
PROBLEMA 4 - Física del segle XX En una excavació arqueològica s’ha trobat un tòtem de fusta el contingut del qual en 14 𝐶^ és el 53 % del que tenen les fustes d’arbres actuals de la mateixa zona a) Determineu en quin any es va realitzar el tòtem. (1 punt) b) L’isòtop 146 𝐶^ es desintegra segons 146 𝐶^ → 147 𝑁^ + 𝑋. La partícula 𝑋 té una energia total 𝐸 = 0,667 MeV i energia cinètica 𝐸𝑐 = 0,156 MeV. De quin tipus de radioactivitat es tracta? Calculeu l’energia en repòs i la massa de la partícula. (1 punt) Dades: període de semidesintegració 146 𝐶^ , 𝑇1/2 = 5730 anys; càrrega elemental, 𝑞 = 1,6 · 10−19^ C; velocitat de
la llum en el buit, 𝑐 = 3 · 10^8 m/s
