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Examen de Física de Comunidad Valenciana 2023 (convocatoria ordinaria)

Ejercicios del examen de selectividad de Física de Comunidad Valenciana, convocatoria ordinaria de 2023. 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 del periodo de un planeta en una órbita circular alrededor del Sol, en función del radio de la órbita y de la masa del Sol. Suponiendo que las órbitas de la Tierra y Urano son circulares, de radios

r_{T} = 1, 5 \cdot 10^{11} m

r_{U} = 2, 9 \cdot 10^{12} m

respectivamente, calcula el periodo orbital de Urano en años terrestres. Utiliza exclusivamente los datos del enunciado.

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Ejercicio 2: Campo eléctrico

CUESTIÓN 2 - Interacción electromagnética

Dos cargas puntuales

q = - 1 nC

están situadas en los puntos

A

B

de la circunferencia de radio

r

de la figura. Representa en el punto O el vector campo eléctrico generado por cada carga y el vector campo total, indicando el ángulo que forma este último con el eje

x

. Razona el signo y valor de la carga

Q

que habrá que situar en el punto

C

(equidistante de

A

B

) para que el campo total de las tres cargas sea nulo en el punto

O

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Ejercicio 3: Campo magnético

CUESTIÓN 3 - Interacción electromagnética

Un imán se mueve con velocidad

v

, acercándose perpendicularmente al plano de una espira conductora circular, como indica la figura. Razona por qué se induce una corriente en la espira, basándote en la ley que explica este fenómeno. Explica el sentido de la corriente inducida y dibújalo sobre la espira. ¿Cuál es la corriente inducida si el imán permanece quieto?

Figura del ejercicio

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Ejercicio 4: Ondas

CUESTIÓN 4 - Ondas

Una onda armónica está descrita por la función

y (x, t) = A \sin (2 π f t - k x + φ)

, y se propaga por un medio con velocidad

v

. ¿Cómo cambian su frecuencia, número de onda y fase inicial cuando esta onda pasa a otro medio donde su velocidad de propagación es

2 v

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Ejercicio 5: Ondas

CUESTIÓN 5 - Ondas

La figura muestra, en un instante fijo, una onda plana que incide desde la izquierda sobre una pared con un pequeño orificio y pasa a ser una onda circular. ¿Cómo se llama este fenómeno? Explica en qué consiste. ¿Qué magnitud física es la distancia

d

que se representa en la figura?

Figura del ejercicio

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Ejercicio 6: Óptica

CUESTIÓN 6 - Óptica geométrica

En la figura se muestra una lente,

L

, y la posición de un objeto,

O

. La imagen es virtual y se encuentra a 10 cm de la lente. 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 5 cm.

Figura del ejercicio

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Ejercicio 7: Física relativista

CUESTIÓN 7 - Física del siglo XX

Un neutrón tiene una energía cinética relativista de 50

MeV

. Determina la relación (cociente) entre la energía total del neutrón y su energía en reposo. Calcula la velocidad del neutrón.

Datos: masa en reposo del neutrón,

m_{0} = 940 \frac{MeV}{c^{2}}

; velocidad de la luz en el vacío,

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

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Ejercicio 8: Física moderna

CUESTIÓN 8 - Física del siglo XX

El potencial de frenado de una célula fotoeléctrica es nulo cuando la luz incidente tiene la longitud de onda umbral,

λ_{0} = 540 nm

. Determina la frecuencia umbral. Obtén la expresión del potencial de frenado

Δ V

en función de la frecuencia

f

de la luz incidente y explica en qué te basas para deducirla.

Datos: carga eléctrica elemental,

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

; constante de Planck,

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

; velocidad de la luz en el vacío,

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

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Ejercicio 9: Campo gravitatorio

PROBLEMA 1 - Interacción gravitatoria

El satélite Sentinel 1 se utiliza para la monitorización del suelo terrestre por teledetección. Tiene una masa

m = 2200 kg

y completa 14,5 órbitas circulares alrededor de la Tierra cada día.

a) Deduce la relación entre el radio de la órbita, la masa de la Tierra y la velocidad angular del Sentinel 1. Calcula la altura a la que se encuentra orbitando. (1 punto)
b) Calcula la velocidad orbital, la energía cinética y la energía mecánica del Sentinel 1. (1 punto)

Datos: constante de gravitación universal,

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

; masa de la Tierra,

M = 6, 0 \cdot 10^{24} kg

; radio de la Tierra,

R = 6370 km

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Ejercicio 10: Campo magnético

PROBLEMA 2 - Interacción electromagnética

Se tienen tres conductores rectilíneos muy largos y paralelos entre sí. Por dos de los conductores circulan corrientes eléctricas

I_{1} = 2, 0 A

I_{2} = 4, 0 A

en el sentido que se indica en la figura.

a) Calcula la intensidad y el sentido de la corriente en el otro conductor

I_{3}

para que el campo magnético en el punto P de la figura sea nulo. (1 punto)
b) El vector campo magnético en el punto S es

{\vec{B}}_{S} = - 7, 5 \cdot 10^{- 7} \vec{k} T

, determina la fuerza que actúa sobre una carga de

1 μ C

que pasa por S con una velocidad

\vec{v} = - 10^{5} \vec{j} m/s

. (1 punto)

Dato: permeabilidad magnética del vacío,

μ_{0} = 4 π \cdot 10^{- 7} T \cdot m/A

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Ejercicio 11: Ondas

PROBLEMA 3 - Ondas

Una onda armónica se propaga hacia la izquierda por la superficie de un estanque y provoca la oscilación de una boya, que pasa de la posición más baja a la más alta en 3 s. La figura representa la onda y la boya (círculo negro) en los instantes

t = 0

t = 3 s

.

a) Determina la amplitud, longitud de onda, periodo, frecuencia y velocidad de propagación de la onda. (1 punto)
b) Determina la fase inicial y escribe la función de onda (utilizando la función seno). ¿Cuál es la velocidad de la boya en el instante

t = 3 s

? (1 punto)

Figura del ejercicio

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Ejercicio 12: Física nuclear

PROBLEMA 4.

En una excavación arqueológica se ha encontrado un tótem de madera cuyo contenido en

^{14} C

es el 53 % del que tienen las maderas de árboles actuales de la misma zona.

a) Determina en qué año fue realizado el tótem. (1 punto)
b) El isótopo

_{6}^{14} C

se desintegra según

_{6}^{14} C \to_{7}^{14} N + X

. La partícula

X

tiene una energía total

E = 0,667

MeV y una energía cinética

E_{c} = 0,156

MeV. ¿De qué tipo de radiactividad se trata? Calcula la energía en reposo y la masa de la partícula. (1 punto)

Datos: periodo de semidesintegración

_{6}^{14} C

T_{1 / 2} = 5730

años; carga elemental,

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

C; velocidad de la luz en el vacío,

c = 3 \cdot 10^{8}

m/s

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