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Examen de Física de Castilla-La Mancha 2021 (convocatoria extraordinaria)

Ejercicios del examen de selectividad de Física de Castilla-La Mancha, convocatoria extraordinaria de 2021. Aquí hay 12 ejercicios publicados, 12 con la solución desarrollada. El enunciado completo es el del PDF oficial.

Descargar el PDF oficial del examen

Ejercicio 1: Ondas

Un altavoz emite el siguiente sonido:

Ψ (x, t) = 0,1 sen (8,3 π x - 2 960 π t + π)

, en unidades del sistema internacional.

a) Determine las siguientes características de esa onda: periodo, longitud de onda, desfase y velocidad de propagación.

b) ¿Qué diferencia de fase habrá entre dos puntos que están separados

0,12 m

?

c) ¿Con qué rapidez cambia la presión a

0,25 m

de la fuente en

t = 0,5 ms

? ¿Cuál es la máxima velocidad con que cambia la presión en ese punto?

Ver la solución del ejercicio 1

Ejercicio 2: Campo gravitatorio

Teniendo en cuenta que la masa del Sol es

2 \cdot 10^{30} kg

y su radio

7 \cdot 10^{8} m

, conteste a lo siguiente:

a) Explique qué se conoce como velocidad de escape y deduzca su expresión para el Sol.

b) Cuando el Sol colapse como enana blanca retendrá un 60 % de su masa (el resto se lanza al espacio en una explosión previa) y reducirá su radio al 1 % de su valor original. Determine cómo variará su velocidad de escape.

c) Calcule el valor original de la gravedad en la superficie del Sol y el valor final tras el colapso.

Dato:

G = 6,67 \cdot 10^{- 11} N \cdot m^{2} / {kg}^{2}

Ver la solución del ejercicio 2

Ejercicio 3: Campo eléctrico

Tenemos una carga

q_{1} = 1 μ C

en el punto

(5, 0) cm

y otra

q_{2} = 4 μ C

en el punto

(0, 2) cm

, como indica el esquema.

a) Determine la fuerza total que experimentará la carga

q_{3} = - 8 μ C

situada en el origen de coordenadas.

b) Calcule la energía potencial del conjunto.

c) Si añadimos un campo eléctrico externo de módulo

E = 5 \cdot 10^{7} V/m

dirigido en la dirección negativa del eje

X

, determine el nuevo valor de la fuerza que siente

q_{3}

.

Datos:

K = 9 \cdot 10^{9} N m^{2} / C^{2}

;

1 μ C = 10^{- 6} C

Ver la solución del ejercicio 3

Ejercicio 4: Campo magnético

Dos átomos cargados con la misma carga (

- 1,6 \cdot 10^{- 19} C

) y con masas de

19,91 \cdot 10^{- 27} kg

21,59 \cdot 10^{- 27} kg

, respectivamente, se aceleran hasta una velocidad de

6,7 \cdot 10^{5} m/s

. Seguidamente entran en una región en la que existe un campo magnético uniforme de

0,85 T

y perpendicular a la velocidad de los iones. Determine:

a) Deduzca razonadamente la fórmula que da el radio de cada trayectoria y calcule el cociente entre sus valores.

b) Calcule la separación entre los puntos de impacto en la pantalla (

P

P^{'}

) de ambos átomos cuando hayan recorrido una semicircunferencia cada uno.

c) Realice un esquema con las trayectorias si las cargas mantuviesen el mismo módulo pero fueran una positiva y otra negativa, y calcule la nueva distancia

P

P^{'}

para este caso.

Figura del ejercicio

Ver la solución del ejercicio 4

Ejercicio 5: Campo eléctrico

Un electrón se introduce en un campo eléctrico uniforme y pasa de estar en reposo a adquirir una velocidad de

3 \cdot 10^{5} m/s

. Calcule la diferencia de potencial que ha provocado dicho incremento de velocidad.

Datos:

m_{e} = 9,1 \cdot 10^{- 31} kg

;

q_{e} = - 1,6 \cdot 10^{- 19} C

Ver la solución del ejercicio 5

Ejercicio 6: Campo magnético

Por dos conductores rectilíneos e indefinidos, dispuestos paralelamente, circulan corrientes eléctricas de la misma intensidad y sentido. Dibuje en un esquema la dirección y el sentido del campo magnético que crea cada uno en la posición del otro. Escriba la expresión de la fuerza magnética que aparece sobre cada uno de los conductores justificando la dirección y el sentido que toma en este caso en cada hilo. ¿Es de atracción o de repulsión?

Ver la solución del ejercicio 6

Ejercicio 7: Campo gravitatorio

Dos satélites artificiales idénticos están en órbita circular alrededor de la Tierra, siendo

r_{1}

r_{2}

los respectivos radios de sus órbitas (

r_{1} > r_{2}

). Razone cuál de los dos tiene mayor energía mecánica.

Ver la solución del ejercicio 7

Ejercicio 8: Ondas

Si el nivel de presión acústica que crea un espectador de un partido de fútbol en un jugador es

40 dB

, ¿qué nivel producirían 1 000 espectadores a la vez, todos a la misma distancia del jugador?

Ver la solución del ejercicio 8

Ejercicio 9: Física cuántica

Las partículas

α

son núcleos de helio, de masa cuatro veces la del protón. Consideremos una partícula

α

y un protón que poseen la misma energía cinética, moviéndose ambos a velocidades mucho más pequeñas que la de la luz. ¿Qué relación existe entre las longitudes de onda de De Broglie correspondientes a las dos partículas?

Ver la solución del ejercicio 9

Ejercicio 10: Física nuclear

Calcule la energía de enlace para el tritio (

_{1}^{3} H

) y el helio-3 (

_{2}^{3} He

) e indique cuál de ellos es más estable.

Datos:

m (tritio) = 3,016029 u

;

m (helio-3) = 3,016049 u

;

m_{n} = 1,0086 u

;

m_{p} = 1,0073 u

;

1 u = 1,66 \cdot 10^{- 27} kg

;

c = 3 \cdot 10^{8} m/s

Ver la solución del ejercicio 10

Ejercicio 11: Campo electromagnético

Tenemos una espira colocada sobre el plano

X Z

y un conductor por el que circula una corriente

I

constante en dirección

Z

positiva. Razone en cuáles de las siguientes situaciones aparecerá corriente inducida e indique en esos casos mediante un esquema el sentido que tendrá.

a) La espira se acerca al hilo con velocidad constante

- v \vec{ı}

.

b) La espira se mueve con

v

paralela al hilo,

+ v \vec{k}

.

c) Se apaga progresivamente la corriente que circula por el hilo.

Figura del ejercicio

Ver la solución del ejercicio 11

Ejercicio 12: Óptica

Tres rayos de luz llegan desde el agua (

n = 1,33

) a la superficie de plástico transparente del recipiente que la contiene. A partir de los datos conocidos indicados en el esquema:

a) Determine el índice de refracción del plástico.

b) Elabore una tabla con todos los ángulos de incidencia y refracción del experimento.

Figura del ejercicio

Ver la solución del ejercicio 12