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Examen de Física de Comunidad Valenciana 2022 (convocatoria ordinaria)

Ejercicios del examen de selectividad de Física de Comunidad Valenciana, 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 gravitatorio

CUESTIÓN 1 - Interacción gravitatoria

Deduce razonadamente la expresión de la velocidad de un satélite que gira alrededor de un planeta en una órbita circular y también la de la velocidad mínima necesaria para que se aleje indefinidamente desde la órbita en la que se encuentra. Supongamos que un satélite orbita a una distancia r de un planeta y se propulsa instantáneamente, de forma que su velocidad pasa a ser 1,5 veces la velocidad orbital, ¿continuará dicho satélite en alguna órbita o se alejará indefinidamente del planeta? Justifica la respuesta.

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Ejercicio 2: Campo eléctrico

CUESTIÓN 2 - Interacción electromagnética

El potencial eléctrico en el punto A de la figura es nulo y

q_{2} = 1 nC

. Determina el valor de la carga

q_{1}

y el potencial eléctrico en el punto B.

Dato: constante de Coulomb,

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

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Ejercicio 3: Campo magnético

CUESTIÓN 3 - Interacción electromagnética

Una partícula cargada entra con velocidad constante

\vec{v}

en el seno de un campo magnético uniforme no nulo

\vec{B}

. Escribe qué fuerza aparece sobre la partícula y razona en qué condiciones ésta será nula y en qué condiciones será máxima.

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Ejercicio 4: Campo magnético

CUESTIÓN 4 - Interacción electromagnética

Por un hilo rectilíneo indefinido circula una corriente uniforme de intensidad

I

. Escribe la expresión del módulo del vector campo magnético

\vec{B}

generado por dicha corriente y dibuja razonadamente dicho vector en un punto P situado a una distancia

d

del hilo. Si el módulo del campo magnético en ese punto es de

100 μ T

, deduce cuánto valdrá en un punto que se encuentre a una distancia

d / 2

(expresa el resultado en teslas).

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Ejercicio 5: Ondas

CUESTIÓN 5 – Ondas

Una fuente sonora puntual de potencia

1, 26 \cdot 10^{- 4} W

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

Dato: intensidad física umbral

I_{0} = 10^{- 12} {Wm}^{- 2}

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Ejercicio 6: Óptica

CUESTIÓN 6 - Óptica geométrica

En la figura se muestra una lente, la posición de un objeto, O, y la de la imagen, O’, que la lente genera de dicho objeto. Determina la distancia focal imagen de la lente, la potencia de la lente en dioptrías y el tamaño de la imagen si el objeto mide 2 cm.

Figura del ejercicio

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Ejercicio 7: Física moderna

CUESTIÓN 7 - Física del siglo XX

Al iluminar un determinado cátodo con radiación monocromática de frecuencia

f = 6, 1 \cdot 10^{14} Hz

se produce efecto fotoeléctrico. Se mide el valor del potencial de frenado

Δ V

y resulta

0, 23 V

. Calcula el valor de la frecuencia umbral

f_{0}

y determina el metal que constituye el cátodo.

Datos: carga elemental,

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

; constante de Planck,

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

; trabajos de extracción,

W_{e} (potasio) = 2, 3 eV, W_{e} (aluminio) = 4, 3 eV, W_{e} (cobre) = 4, 7 eV

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Ejercicio 8: Física nuclear

CUESTIÓN 8 - Física del siglo XX

Un núcleo de

^{60} Co

se desintegra según la reacción

_{27}^{60} Co \to_{28}^{60} {Ni}^{*} +_{b}^{a} X

. Razona qué partícula es X. Posteriormente, el núcleo de níquel excitado,

_{28}^{60} {Ni}^{*}

, emite dos fotones de energías 1,17 y 1,33 MeV. Si en un segundo se emiten

10^{10}

fotones de cada tipo, calcula la energía por unidad de tiempo (en vatios) que produce la emisión.

Dato: carga elemental,

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

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Ejercicio 9: Campo gravitatorio

PROBLEMA 1 - Interacción gravitatoria Un planeta de radio

R_{P} = 5000 km

que tiene una intensa actividad volcánica, emite fragmentos en las erupciones que pueden llegar a orbitar circularmente a una altura

h = 400 km

, donde el campo gravitatorio del planeta vale

g = 7 {m/s}^{2}

.

a) Deduce las expresiones de la velocidad orbital y de la energía mecánica de un fragmento de masa

m = 2 kg

que se encuentra en dicha órbita y calcula también sus valores numéricos. (1 punto)
b) Calcula el campo gravitatorio en la superficie del planeta y la velocidad con la que el fragmento ha sido emitido desde dicha superficie. (1 punto)

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Ejercicio 10: Campo eléctrico

PROBLEMA 2 - Interacción electromagnética

Una carga puntual fija

q_{1} = 10^{- 9} C

se encuentra situada a 1 m de otra carga puntual fija

q_{2} = - 2 q_{1}

.

a) Determina el punto de la recta que contiene las cargas en el cual el campo eléctrico es nulo. (1 punto)
b) Un protón con velocidad inicial nula se deja libre entre

q_{1}

q_{2}

, a 90 cm de

q_{2}

. Determina la diferencia de energía potencial del protón entre el punto inicial y un punto situado a 10 cm de

q_{2}

. ¿Qué velocidad tendrá el protón cuando alcance este último punto? (1 punto)

Datos: constante de Coulomb,

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

; masa del protón,

m_{p} = 1, 67 \cdot 10^{- 27} kg

; carga del protón,

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

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Ejercicio 11: Ondas

PROBLEMA 3 - Ondas

La función que representa una onda es

y (x, t) = 2 sen (π t - 8 π x)

, donde x e y están expresadas en metros y t en segundos. Calcula razonadamente:

a) La amplitud, el periodo, la frecuencia y la longitud de onda. (1 punto)
b) La velocidad de propagación de la onda y la velocidad de vibración de un punto situado a 1 m del foco emisor, para

t = 8 s

. (1 punto)

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Ejercicio 12: Física relativista

PROBLEMA 4 - Física del siglo XX

El mesón

J / ψ

tiene una vida media de

7, 2 \cdot 10^{- 21} s

en su sistema de referencia y de

1, 1 \cdot 10^{- 20} s

cuando se mueve a velocidad relativista respecto a un sistema de referencia ligado al laboratorio. Calcula razonadamente:

a) El valor de la velocidad respecto al laboratorio. (1 punto)
b) La energía cinética y la energía total, en MeV, en ambos sistemas de referencia. (1 punto)

Datos: masa (en reposo) del mesón

J / ψ

m_{0} = 5, 52 \cdot 10^{- 27} kg

; velocidad de la luz en el vacío,

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

; carga elemental,

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

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