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Examen de Física de Cantabria 2020 (convocatoria ordinaria)

Ejercicios del examen de selectividad de Física de Cantabria, convocatoria ordinaria de 2020. Aquí hay 10 ejercicios publicados, 10 con la solución desarrollada. El enunciado completo es el del PDF oficial.

Descargar el PDF oficial del examen

Ejercicio 1: Ondas

Escriba la ecuación de onda de una onda armónica transversal que se propaga hacia la derecha, si tiene 6 cm de amplitud, una velocidad de propagación de 40 m/s y una frecuencia 2 Hz, teniendo en cuenta que en el momento inicial la elongación en x=0 es 3 cm.

a) Escriba la ecuación de onda. [1 punto]

b) Obtenga la longitud de onda. [0,5 puntos]

c) Distancia entre dos puntos con una diferencia de fase de π/2 radianes. [1 punto]

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Ejercicio 2: Ondas

El nivel de intensidad sonora a una distancia de 10 m de una fuente sonora puntual, es 70 dB. Sabiendo que la intensidad umbral es I0=10−12 W/m2, determine:

a) La intensidad sonora en ese punto. [0,5 puntos]

b) La potencia del sonido emitido por la fuente. [1 punto]

c) ¿Cuánto deberíamos alejarnos para reducir a 35 dB el nivel de intensidad? [1 punto]

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Ejercicio 3: Óptica

Una lámina de caras planas y paralelas, de 4 cm de espesor tiene un índice de refracción 1,5 y se encuentra en el aire, de índice de refracción 1,0. Un rayo de luz monocromática de frecuencia 4⋅1014 Hz incide desde el aire en la lámina con un ángulo de 30°. Determine:

a) Las longitudes de onda del rayo en el aire y en el vidrio. [1 punto]

b) El ángulo de refracción en la lámina con un dibujo aclarativo. [1 punto]

c) La desviación espacial que sufre el rayo al salir de la lámina. [0,5 puntos]

Dato: velocidad de la luz en el vacío, c=3,0⋅108 m/s.

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Ejercicio 4: Óptica

Una lente convergente delgada tiene una distancia focal de 30 cm (en valor absoluto). Determine la posición, tamaño y naturaleza de la imagen que se obtiene de un objeto de altura 6 cm que se sitúa 20 cm a la izquierda de la lente.

a) Mediante trazado de rayos. [1 punto]

b) Cuantitativamente. [1,5 puntos]

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Ejercicio 5: Campo gravitatorio

Determine para un satélite artificial de masa 200 kg que rodea la Tierra en una órbita circular de periodo 8,40⋅103 s.

a) El radio de la órbita, así como el valor de la velocidad orbital. [1 punto]

b) Las energías mecánica, cinética y potencial del satélite en esa órbita. [1 punto]

c) El trabajo que se requiere para poner el satélite en esa órbita. [0,5 puntos]

Datos: constante de gravitación universal, G=6,7⋅10−11 N⋅m2⋅kg−2; masa de la Tierra, MT=5,97⋅1024 kg; radio de la Tierra, RT=6370 km.

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Ejercicio 6: Campo gravitatorio

Dos masas de 10 kg se hallan situadas en los puntos (5,0) y (0,5) respectivamente. Nota: todas las distancias expresadas en metros.

a) Calcule y represente la fuerza que experimenta una masa de 5 kg, situada en el punto (0,0). [1 punto]

b) Calcule el trabajo necesario para llevar una masa de 5 kg desde el punto (0,0) al punto (0,10). [1,5 puntos]

Dato: constante de gravitación universal, G=6,7⋅10−11 N⋅m2⋅kg−2.

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Ejercicio 7: Campo eléctrico

Dos cargas eléctricas puntuales de valor 2 μC y −2 μC se encuentran situadas en el plano XY, en los puntos (−6,0) y (6,0), respectivamente, estando todas las distancias expresadas en metros.

a) Calcule y represente gráficamente la intensidad de campo y la fuerza que experimenta una carga puntual de −1 μC en el punto (0,8). [1,5 puntos]

b) Obtenga el trabajo realizado por el campo sobre una carga −1 μC cuando se desplaza desde el punto (0,8) hasta el infinito. [1 punto]

Dato: constante de Coulomb, k=9,0⋅109 N⋅m2⋅C−2.

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Ejercicio 8: Campo eléctrico

Una carga eléctrica puntual de valor 3 μC se encuentra situada en el punto (0,0), estando todas las posiciones expresadas en metros.

a) Calcule y represente gráficamente la intensidad de campo en los puntos A(4,4) y B(6,0). [1 punto]

b) Obtenga el potencial en los puntos A y B. [1 punto]

c) ¿Cuál es el trabajo realizado por el campo sobre una carga 5 μC cuando se desplaza desde el punto A hasta el punto B? [0,5 puntos]

Dato: constante de Coulomb, k=9,0⋅109 N⋅m2⋅C−2.

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Ejercicio 9: Física cuántica

Se ilumina un metal con una luz incidente de frecuencia 6,50⋅1014 Hz, si la energía cinética máxima de salida es 14⋅10−20 J. Obtenga:

a) El trabajo de extracción y la frecuencia umbral. [1 punto]

b) La velocidad máxima de salida de los electrones. [1 punto]

c) Potencial de frenado. [0,5 puntos]

Datos: constante de Planck, h=6,6⋅10−34 J⋅s; masa del electrón, me=9,1⋅10−31 kg; carga del electrón, qe=−1,6⋅10−19 C.

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Ejercicio 10: Física nuclear

De los 200 g iniciales de una muestra radiactiva al cabo de 30 días, se han desintegrado el 40 % de los núcleos. Determine:

a) La constante de desintegración radiactiva y el periodo de semidesintegración de la muestra. [1,5 puntos]

b) La masa que quedará de la sustancia radiactiva transcurridos 90 días. [1 punto]

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