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Examen de Física de Castilla y León 2021 (convocatoria ordinaria)

Ejercicios del examen de selectividad de Física de Castilla y León, convocatoria ordinaria de 2021. 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

Un objeto de masa

m = 10^{4} kg

se encuentra en una órbita circular a 30000 km de la superficie de la Tierra. ¿Qué energía será necesario aportarle para que pueda escapar de la gravedad terrestre?

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

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Ejercicio 2: Campo gravitatorio

Calcule la altura a la que se debe elevar un cuerpo para que pierda un 30 % de su peso. ¿Cuánto variará su masa?

Dato:

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

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Ejercicio 3: Campo eléctrico

A una distancia

d = 20 m

de una carga puntual positiva

q

, otra carga puntual

q_{0} = 2 \cdot 10^{- 6} C

experimenta una fuerza de magnitud

F = 15 \cdot 10^{- 6} N

. ¿Qué valor tiene la carga

q

? ¿Qué trabajo será necesario para acercar la carga

q_{0}

a 10 m de la carga

q

? Discútase el signo de este último 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 dos hilos rectilíneos de gran longitud y paralelos, separados una distancia de 10 cm, circulan sendas corrientes de intensidad

I_{1}

I_{2}

. El valor del campo magnético en el punto medio entre ambos hilos es

4 \cdot 10^{- 6} T

si las corrientes circulan en el mismo sentido y

8 \cdot 10^{- 6} T

si lo hacen en sentidos opuestos. Determine los valores de

I_{1}

I_{2}

.

Dato:

μ_{0} = 4 π \cdot 10^{- 7} N A^{- 2}

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Ejercicio 5: Campo electromagnético

Una espira cuadrada de 5 cm de lado se encuentra en un campo magnético uniforme perpendicular al plano de la espira y que varía con el tiempo de acuerdo con la función

B (t) = 2 t^{2} - 1 (S . I .)

. Determine el valor de la fuerza electromotriz inducida para

t = 4 s

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Ejercicio 6: Ondas

Una fuente sonora de potencia

3,61 \cdot 10^{- 4} W

emite uniformemente en todas las direcciones. ¿Cuál es el nivel de intensidad sonora en decibelios a 10 m de la fuente?

Dato: Intensidad física umbral

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

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Ejercicio 7: Ondas

Una onda armónica transversal se desplaza en el sentido positivo del eje X, tiene una amplitud de 8 cm, una longitud de onda de 4 cm y una frecuencia de 8 Hz. Si para

x = 0

t = 0

la elongación vale

y = 4 cm

y su velocidad es positiva, determine la ecuación de la onda y la distancia mínima que separa dos puntos de la onda cuya diferencia de fase es

π / 2

rad.

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Ejercicio 8: Óptica

Un objeto está situado a 1,8 m de una pantalla. Una lente convergente forma una imagen del objeto en la pantalla, tal que la imagen es 5 veces mayor e invertida. Determine la focal de la lente.

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Ejercicio 9: Óptica

Un haz de luz, de frecuencia

3,5 \cdot 10^{14} Hz

, incide desde el aire sobre un material de índice de refracción 1,35. Si el haz incidente forma un ángulo de 60° con la superficie de separación entre ambos medios, determine la longitud de onda de la luz en el material y el ángulo que forman los rayos reflejado y refractado.

Dato:

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

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Ejercicio 10: Física nuclear

Un dispositivo usado en radioterapia contiene 0,20 g de

^{60} Co

, emisor gamma de semivida (período de semidesintegración) 5,27 años. ¿Cuánto tiempo debe pasar para que se desintegre el 25 % del cobalto inicial?

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Ejercicio 11: Física cuántica

Sobre un metal cuyo trabajo de extracción es 2 eV incide una radiación de longitud de onda 500 nm. Calcule la velocidad máxima de los electrones emitidos.

Datos:

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

;

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

Dos satélites describen órbitas circulares de radios

R_{1}

R_{2}

alrededor de la Tierra. Ambos satélites tienen la misma masa y

R_{1} > R_{2}

. Indique razonadamente cuál de los dos satélites tiene mayor energía mecánica.

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Ejercicio 13: Campo eléctrico

Si se conoce el potencial electrostático en un solo punto, ¿se puede determinar el campo eléctrico en dicho punto? Razone la respuesta.

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Ejercicio 14: Campo magnético

Un electrón, un protón y un neutrón se desplazan con igual velocidad y entran perpendicularmente en un campo magnético uniforme y constante. Compare razonadamente las trayectorias descritas por cada una de las partículas.

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Ejercicio 15: Ondas

Defina número de onda

k

y velocidad de propagación de una onda armónica. La frecuencia angular es función de estos dos parámetros. ¿Cómo se expresa matemáticamente esta función?

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Ejercicio 16: Óptica

Explique la diferencia entre una imagen real y una imagen virtual. ¿Es posible que una lente divergente forme una imagen real de un objeto? Razone la respuesta.

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Ejercicio 17: Física nuclear

Complete razonadamente la siguiente serie radiactiva o cadena de desintegración (cada proceso es la secuencia consecutiva del anterior):

a)

_{92}^{238} U \to_{90}^{234} Th + \underline{}

_{90}^{234} Th \to_{91}^{234} Pa + \underline{}

_{91}^{234} Pa \to_{? ? ?}^{? ? ?} U + β^{-}

_{? ? ?}^{? ? ?} U \to_{? ? ?}^{? ? ?} Th + α

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