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Examen de Física de Castilla-La Mancha 2022 (convocatoria ordinaria)

Ejercicios del examen de selectividad de Física de Castilla-La Mancha, convocatoria ordinaria de 2022. 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: Campo eléctrico

Tres cargas están situadas en los vértices de un triángulo rectángulo como indica la figura.

a) Determine la energía potencial electrostática de la carga

q_{3}

.

b) Calcule la fuerza que siente la carga

q_{2}

y su módulo

∣ \vec{F} ∣

.

c) ¿Cuánto trabajo costaría llevar la carga

q_{3}

desde su ubicación inicial

(A)

a la ubicación alternativa

(B)

? Indique si sería necesaria una fuerza externa para ello.

Datos:

q_{1} = 2 mC

;

q_{2} = - 1 mC

;

q_{3} = - 5 mC

;

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

Ver la solución del ejercicio 1

Ejercicio 2: Campo gravitatorio

El primer exoplaneta detectado, en 1995, Dimidio, presenta una órbita circular alrededor de su estrella con una velocidad de

136 km/s

y a una distancia de

7,78

millones de km (de centro a centro). Su radio es de

132 800 km

y su masa

9 \cdot 10^{28} kg

.

a) Calcule la masa que tiene la estrella en torno a la que orbita, deduciendo la expresión necesaria.

b) ¿Durante cuántos días tenemos que observar la estrella para registrar 5 tránsitos completos del planeta (es decir, 5 vueltas completas alrededor de su estrella) y confirmar su existencia?

c) ¿Qué velocidad mínima deberíamos proporcionar a una sonda que se hubiera posado en el planeta para que pudiese escapar de la atracción del planeta? Deduzca razonadamente la expresión.

Dato:

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

Ver la solución del ejercicio 2

Ejercicio 3: Campo electromagnético

Una bobina circular de radio

15 cm

y 50 espiras se coloca de manera que su eje forma un ángulo de

30^{\circ}

con un campo magnético uniforme cuyo valor varía en el tiempo según

B (t) = 4 - (t - 2)^{2} T

. La resistencia total de la bobina es

5 Ω

.

a) Calcule el valor del flujo magnético en

t = 2 s

.

b) Determine el valor de la corriente inducida en la bobina en función del tiempo.

c) Calcule el valor de la corriente inducida en

t = 1 s

y en

t = 3 s

, y razone si el sentido en cada caso será el indicado en el esquema como «A» (horario visto desde arriba) o el «B» (antihorario visto desde arriba). Explique por qué no son iguales si el valor del campo es en ambos momentos igual (

3 T

Ver la solución del ejercicio 3

Ejercicio 4: Óptica

A una distancia de

15 cm

a la derecha de una lente convergente de

5 cm

de focal se registra una imagen óptica de

3 cm

de alto en posición invertida.

a) Realice un trazado de rayos para localizar la posición y el tamaño del objeto que produce dicha imagen, explicando las reglas de trazado para los rayos que use.

b) Determine numéricamente el tamaño y la posición del objeto, así como el aumento lateral de este sistema óptico.

c) ¿Qué características de la imagen cambian si el objeto se sitúa a

3,5 cm

a la izquierda de la lente? Realice un trazado de rayos para ilustrarlo y determine la posición de la imagen y el aumento lateral para este caso, indicando razonadamente si la imagen es real o virtual.

Ver la solución del ejercicio 4

Ejercicio 5: Física cuántica

¿Cuál es la longitud de onda asociada de un electrón cuya velocidad es la mitad de la velocidad de la luz? ¿Y la de una pelota de tenis de

50 g

que se mueve a una velocidad de

400 m/s

? Teniendo en cuenta que el tamaño de un núcleo atómico es del orden de

10^{- 15} m

, ¿qué conclusión saca de los valores calculados para las longitudes de onda?

Datos:

h = 6,63 \cdot 10^{- 34} J \cdot s

;

m_{e} = 9,11 \cdot 10^{- 31} kg

;

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

Ver la solución del ejercicio 5

Ejercicio 6: Física cuántica

El potencial de detención de un metal es

0,1 V

y el trabajo de extracción del metal es

10^{- 18} J

. ¿Cuánto vale la energía del fotón incidente? ¿Y su frecuencia?

Datos:

h = 6,63 \cdot 10^{- 34} J \cdot s

;

q_{e} = 1,602 \cdot 10^{- 19} C

Ver la solución del ejercicio 6

Ejercicio 7: Física nuclear

Escriba las reacciones nucleares que tienen lugar cuando el neptunio (Np-241) se desintegra emitiendo dos partículas

β

seguidas de una partícula

α

. Puede ayudarse del siguiente fragmento de la tabla periódica para obtener la información necesaria; incluya los números atómicos.

90	91	92	93	94	95	96 Th	Pa	U	Np	Pu	Am	Cm Torio	Protactinio	Uranio	Neptunio	Plutonio	Americio	Curio

Ver la solución del ejercicio 7

Ejercicio 8: Ondas

Calcule, para el instante

t = T / 4

, la elongación de un punto cuya distancia a un foco emisor de ondas es

x = λ / 4

, sabiendo que la amplitud de la vibración es

2 cm

y que la onda se desplaza de izquierda a derecha. ¿Y si viaja en sentido contrario?

Ver la solución del ejercicio 8

Ejercicio 9: Campo eléctrico

Dos esferas metálicas de radios

R_{1} = R

R_{2} = 2 R

están cargadas con una carga

Q

cada una de ellas. Determine la relación entre sus potenciales

(V_{1} / V_{2})

y si intercambiarán carga entre ellas al ponerlas en contacto: en caso afirmativo indique cuál de ellas da carga y cuál recibe; en caso negativo justifique por qué.

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Ejercicio 10: Campo gravitatorio

Dos satélites de igual masa,

A

B

, describen órbitas circulares de diferentes radios alrededor de la Tierra:

r_{A} > r_{B}

. Conteste razonadamente a las siguientes preguntas:

a) ¿Cuál de los dos tiene mayor energía cinética?

b) Si los dos satélites estuvieran en la misma órbita

r_{A} = r_{B}

y tuviesen distinta masa

m_{A} < m_{B}

, ¿cuál de los dos tendría más energía cinética?

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Ejercicio 11: Óptica

En un experimento de refracción de luz hacemos que un haz que viaja por vidrio (

n = 1,5

) llegue a la frontera de separación con el aire (

n = 1

) a distintos ángulos de incidencia (en grados). Copie la siguiente tabla en su cuadernillo de examen, complete las casillas que pueda y explique por qué alguna(s) tienen que quedarse en blanco.

Rayo	1	2	3	4	5 $θ incidente$		25	35	45	55 $θ refractado$	6,6

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Ejercicio 12: Campo electromagnético

Acercamos a un imán fijo una bobina a la que tenemos conectado un voltímetro, hasta que la bobina queda completamente dentro del imán, y la dejamos ahí unos segundos y la retiramos. Explique razonadamente cómo varían en este proceso el flujo del campo magnético que atraviesa la bobina y la lectura del voltímetro que tenemos conectado.

Ver la solución del ejercicio 12