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Examen de Física de Castilla y León 2020 (convocatoria ordinaria)

Ejercicios del examen de selectividad de Física de Castilla y León, convocatoria ordinaria de 2020. Aquí hay 17 ejercicios publicados, 17 con la solución desarrollada. El enunciado completo es el del PDF oficial.

Descargar el PDF oficial del examen

Ejercicio 1: Campo gravitatorio

Desde la superficie terrestre se lanza un objeto verticalmente hacia arriba. A una altura de 3630 km respecto a la superficie de la Tierra su velocidad es

2000 m s^{- 1}

. Despreciando todo tipo de rozamiento, determine la velocidad con la que se lanzó.

Datos:

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

;

M_{T} = 5,98 \cdot 10^{24} kg

;

R_{T} = 6,37 \cdot 10^{6} m

Ver la solución del ejercicio 1

Ejercicio 2: Campo gravitatorio

Un satélite artificial se encuentra en una órbita circular de radio 7200 km alrededor de la Tierra. Calcule su velocidad y el tiempo que tarda en completar una vuelta a su órbita.

Datos:

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

;

M_{T} = 5,98 \cdot 10^{24} kg

Ver la solución del ejercicio 2

Ejercicio 3: Campo eléctrico

Dos cargas puntuales,

q_{1} = 3 μ C

q_{2} = - 3 μ C

, están situadas en los puntos

P_{1} (0, 3)

P_{2} (0, - 3)

, respectivamente (unidades en el S.I.). Calcule el trabajo necesario para transportar otra carga

q_{3} = 4 μ C

desde el punto

P_{3} (4, 0)

al punto

P_{4} (- 4, 0)

. Interprete el resultado.

Dato:

K_{0} = 1 / (4 π ε_{0}) = 9,00 \cdot 10^{9} N m^{2} C^{- 2}

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Ejercicio 4: Campo magnético

Por un alambre recto y muy largo, situado sobre el eje

x

, circula una corriente

I

que crea un campo magnético de intensidad

(0, 0, 5 \cdot 10^{- 5}) T

en el punto

(0, 6, 0) cm

. Indique razonadamente el sentido de la corriente

I

que circula por el alambre y determine su intensidad.

Dato:

μ_{0} = 4 π \cdot 10^{- 7} N A^{- 2}

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Ejercicio 5: Campo electromagnético

El flujo que atraviesa una espira viene dado por

ϕ = (t^{2} - 5 t) \cdot 10^{- 1}

, en unidades del S.I. Calcule el valor de la fuerza electromotriz inducida en el instante

t = 2,5 s

y represente gráficamente la dependencia de la fem con el tiempo entre los instantes

t = 0 s

t = 10 s

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Ejercicio 6: Ondas

Una onda armónica se desplaza por una cuerda y tiene la siguiente expresión en unidades del S.I.:

y (x, t) = 0,06 sen (4 π t - \frac{π}{6} x)

Para el instante

t = 0,25 s

, determine la elongación, la velocidad y la aceleración de un punto de la cuerda que se encuentra a 1,5 m del extremo situado en el origen de coordenadas.

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Ejercicio 7: Ondas

El nivel de intensidad sonora de una radio es 40 dB a una distancia de 10 m. ¿Cuál es su nivel de intensidad sonora a 3 m de distancia si la radio emite uniformemente en todas las direcciones?

Dato: Intensidad física umbral

I_{0} = 10^{- 12} W m^{- 2}

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Ejercicio 8: Óptica

Un haz de luz viaja por el agua a una velocidad

v = 2,25 \cdot 10^{8} m s^{- 1}

. Determine el valor mínimo del ángulo de incidencia sobre la superficie de separación agua-aire, para que no emerja al aire. Realice un diagrama de la marcha de rayos para el ángulo calculado y para otro ángulo mayor.

Dato:

c_{0} = 3,00 \cdot 10^{8} m s^{- 1}

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Ejercicio 9: Óptica

Un objeto está situado a 25 cm de distancia de una pantalla. ¿En qué dos puntos comprendidos entre el objeto y la pantalla puede situarse una lente convergente de 4 cm de distancia focal para que se forme la imagen del objeto sobre la pantalla?

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Ejercicio 10: Física cuántica

Un metal, cuyo trabajo de extracción es 2,4 eV, se irradia con luz monocromática. Para cortar el flujo de electrones producidos por efecto fotoeléctrico se necesita un potencial de frenado de 0,7 V. Calcule la longitud de onda de la luz con que se irradia.

Datos:

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

;

c_{0} = 3,00 \cdot 10^{8} m s^{- 1}

;

e = 1,60 \cdot 10^{- 19} C

;

1 eV = 1,60 \cdot 10^{- 19} J

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Ejercicio 11: Física nuclear

Una reacción nuclear conocida por su aprovechamiento energético es:

_{92}^{235} U +_{0}^{1} n \to_{56}^{141} Ba +_{36}^{92} Kr + 3_{0}^{1} n + energ \overset{ˊ}{ı} a

Indique razonadamente si es una reacción de fusión o de fisión y determine la energía desprendida en la reacción por cada átomo de uranio. Exprese el resultado en eV.

Nota:

m (_{92}^{235} U) = 235,0439 u

;

m (_{56}^{141} Ba) = 140,9162 u

;

m (_{36}^{92} Kr) = 91,9262 u

;

m (_{0}^{1} n) = 1,0087 u

Datos:

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

;

c_{0} = 3,00 \cdot 10^{8} m s^{- 1}

;

1 eV = 1,60 \cdot 10^{- 19} J

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Ejercicio 12: Campo gravitatorio

Razone si es verdadera o falsa la siguiente afirmación: «Para dos planetas de igual masa, pero diferente densidad media, la velocidad de escape desde la superficie es mayor para el planeta que tiene la menor densidad media».

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Ejercicio 13: Campo magnético

Una partícula de masa

m

y carga

q

entra con velocidad

\vec{v}

en una zona donde existe un campo magnético uniforme

\vec{B}

(perpendicular a

\vec{v}

) y describe una trayectoria circular de radio

R

, como se ve en la figura. Deduzca la expresión de

R

en términos de

m

q

v

B

y determine razonadamente el signo de

q

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Ejercicio 14: Campo electromagnético

Razone si es verdadera o falsa la siguiente afirmación: «La fuerza electromotriz inducida en una espira puede ser nula en todo momento, independientemente de cómo sea la variación temporal del campo magnético de su entorno».

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Ejercicio 15: Ondas

Justifique la doble periodicidad de una onda a partir de su expresión matemática.

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Ejercicio 16: Óptica

Indique el tipo y disposición de las lentes empleadas en un microscopio. Realice el correspondiente trazado de rayos para un objeto de tamaño

y_{1}

que es observado a través de este instrumento.

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Ejercicio 17: Física nuclear

El carbono-14 (

_{6}^{14} C

) es un emisor

β^{-}

. Escriba la ecuación de desintegración correspondiente a dicho elemento y describa brevemente el tipo de radiactividad asociado.

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