Hodeia · Selectividad · Física de Islas Canarias

Examen de Física de Islas Canarias 2024 (convocatoria ordinaria)

Ejercicios del examen de selectividad de Física de Islas Canarias, convocatoria ordinaria de 2024. Aquí hay 16 ejercicios publicados, 16 con la solución desarrollada. El enunciado completo es el del PDF oficial.

Descargar el PDF oficial del examen

Ejercicio 1: Campo eléctrico

Una carga puntual

q_{1} = 1 C

se coloca en el punto

A (0, 3)

de un sistema de ejes cartesianos. Otra carga

q_{2} = - 1 C

se sitúa en el punto

B (0, - 3)

. Si las coordenadas están expresadas en metros:

a) Dibuje las líneas de campo eléctrico de esta distribución de cargas. Calcule además el vector intensidad de campo eléctrico en el punto

C (4, 0)

.

b) Calcule el valor de los potenciales electrostáticos en los puntos

C (4, 0)

D (- 3, 8)

.

c) Calcule el trabajo realizado por el campo eléctrico para traer una carga puntual de

2 C

desde el infinito hasta el punto

D

.

Datos:

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

Ver la solución del ejercicio 1

Ejercicio 2: Campo eléctrico

En un punto

P

que se encuentra a una cierta distancia de una carga puntual el potencial eléctrico es de

900 V

, mientras que el campo eléctrico en ese punto es

150 N/C

. Calcule:

a) La distancia desde el punto

P

a la posición actual de la carga puntual.

b) El valor y el signo de la carga puntual. Dibuje el punto

P

, la carga y el vector campo eléctrico en la situación descrita.

c) El potencial y el vector campo eléctrico en el punto

P

si cambiamos el signo de la carga.

Datos:

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

Ver la solución del ejercicio 2

Ejercicio 3: Física cuántica

Se hace incidir luz monocromática, procedente de una lámpara láser, sobre una superficie de potasio cuyo trabajo de extracción vale

2,22 eV

.

a) Si la luz monocromática tiene una longitud de onda de

632 nm

y una intensidad de

3 mW {cm}^{- 2}

, ¿se producirá emisión fotoeléctrica? ¿Y si aumentamos la intensidad del láser hasta

6 mW {cm}^{- 2}

? Razone sus respuestas.

b) Si la luz monocromática tiene una longitud de onda de

500 nm

, justifique que se emiten electrones y calcule la energía cinética máxima de dichos electrones.

c) Si la luz monocromática tiene una longitud de onda de

500 nm

, como en el caso anterior, calcule la longitud de onda de De Broglie asociada con los electrones emitidos.

Datos:

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

;

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

;

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

;

1 J = 6,24 \cdot 10^{18} eV

Ver la solución del ejercicio 3

Ejercicio 4: Física cuántica

Dos partículas que poseen masas diferentes tienen asociada una misma longitud de onda de De Broglie.

a) Sabiendo que la energía cinética de una de ellas es el doble que la otra, determine la relación entre sus masas.

Consideremos ahora que una de esas partículas es un protón y que éste se acelera desde el reposo mediante una diferencia de potencial de

1000 V

. Determine:

b) La velocidad que adquiere el protón.

c) Su longitud de onda de De Broglie.

Datos:

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

;

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

;

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

Ver la solución del ejercicio 4

Ejercicio 5: Campo gravitatorio

¿Qué se entiende por velocidad de escape? Como aplicación calcule la velocidad de escape de un objeto que se encuentre sobre la superficie lunar.

Datos:

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

;

M_{L} = 7,34 \cdot 10^{22} kg

;

R_{L} = 1737 km

Ver la solución del ejercicio 5

Ejercicio 6: Ondas

Una barca situada sobre la superficie del mar se desplaza verticalmente como consecuencia del oleaje. La barca tarda

3 s

en desplazarse desde el punto más alto al punto más bajo. La distancia entre estos dos puntos es de

60 cm

. Además, la distancia entre dos crestas consecutivas de las olas es de

8 m

. Calcule la amplitud y la velocidad a la que se desplazan las olas.

Ver la solución del ejercicio 6

Ejercicio 7: Óptica

Entre un determinado objeto y una pantalla se coloca una lente delgada, de distancia focal desconocida, de manera que la imagen formada en la pantalla es real, invertida y tres veces más grande que el objeto. Si la distancia entre el objeto y la pantalla es de

8 m

determine la distancia focal imagen de la lente y la distancia del objeto a la lente.

Ver la solución del ejercicio 7

Ejercicio 8: Campo gravitatorio

Un satélite artificial de

500 kg

de masa es lanzado desde la superficie terrestre y se sitúa en una órbita circular a una altura de

1200 km

. Determine la velocidad del satélite cuando se encuentra en dicha órbita.

Datos:

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

;

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

;

R_{T} = 6370 km

Ver la solución del ejercicio 8

Ejercicio 9: Campo gravitatorio

Un fragmento de basura espacial de

400 kg

de masa, se mueve directo hacia el centro de la Tierra, en caída libre, bajo la acción de su campo gravitatorio. Su velocidad es de

2300 m/s

cuando se encuentra a

200 km

sobre la superficie terrestre. Calcule:

a) Las energías cinética y potencial que tendrá el objeto a la altura mencionada anteriormente.

b) La altura inicial sobre la superficie de la Tierra desde la que comenzó a caer este objeto, si su velocidad a dicha altura era nula. ¿A qué aceleración estaría sometido ese objeto en ese punto de partida?

c) La velocidad y la aceleración con la que impactará el objeto en la superficie de la Tierra.

Datos:

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

;

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

;

R_{T} = 6370 km

Ver la solución del ejercicio 9

Ejercicio 10: Campo gravitatorio

Sabiendo que la masa de una persona es de

75 kg

, y que la distancia de la Tierra a la Luna (de centro a centro) es de

3,84 \cdot 10^{5} km

, calcule:

a) El módulo de la fuerza gravitatoria que ejerce la Luna sobre dicha persona cuando ésta se encuentra sobre la superficie terrestre en el punto más cercano a la Luna.

b) La relación entre dicha fuerza y la ejercida por la Tierra sobre la misma persona.

c) Los valores de la velocidad de escape en las superficies de la Tierra y de la Luna.

Datos:

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

;

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

;

R_{T} = 6370 km

;

M_{L} = 7,35 \cdot 10^{22} kg

;

R_{L} = 1740 km

Ver la solución del ejercicio 10

Ejercicio 11: Ondas

Una cuerda tiene uno de sus extremos fijos en una pared. En el otro extremo, una persona le proporciona un movimiento vertical sinusoidal con una frecuencia de

2 Hz

y una amplitud de

7,5 cm

. La velocidad de propagación de la onda a lo largo de la cuerda es de

12 m/s

. En el instante inicial,

t = 0

, el extremo sujetado por la persona se encuentra en la posición de máximo desplazamiento vertical positivo.

a) Calcule y exprese en unidades del Sistema Internacional la frecuencia angular de la onda, su periodo, su longitud de onda y su número de onda.

b) Escriba la ecuación que describe la onda.

c) Encuentre la relación entre la energía que transporta la onda en la cuerda y la que transportaría otra onda en la misma cuerda con la mitad de amplitud e igual frecuencia.

Ver la solución del ejercicio 11

Ejercicio 12: Ondas

La ecuación de una onda armónica que se mueve en una cuerda viene dada por la expresión

y (x, t) = 0,03 sen (3,5 t - 2,2 x)

, donde

x

y

vienen dadas en metros y

t

en segundos.

a) ¿En qué sentido se propaga esta onda y cuál es su velocidad?

b) Determine la longitud de onda, la frecuencia y el periodo de esta onda, así como la elongación máxima de cualquier punto de la cuerda.

c) Obtenga la ecuación de la velocidad de cualquier punto de la cuerda, en cualquier instante de tiempo, y la velocidad máxima de cualquier punto.

Ver la solución del ejercicio 12

Ejercicio 13: Campo electromagnético

Se coloca una espira circular plana, de

0,1 m^{2}

de área en presencia de un campo magnético uniforme, de forma que la normal a su superficie forma un ángulo de

60^{\circ}

con la dirección del campo. El módulo del campo magnético varía con el tiempo, medido en segundos, de acuerdo con la expresión

B (t) = 3 sen (4 t + π)

(T). ¿Cuánto vale la fuerza electromotriz inducida en la espira en el instante

t = 10 s

Ver la solución del ejercicio 13

Ejercicio 14: Física relativista

Un individuo en reposo respecto de una varilla mide la longitud de ésta y obtiene

L_{0}

. ¿A qué velocidad se debe mover el individuo respecto de la varilla para que la longitud medida de la varilla sea un tercio de la medida en reposo?

Dato:

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

Ver la solución del ejercicio 14

Ejercicio 15: Óptica

Enuncie las leyes de la reflexión y de la refracción de la luz y realice los diagramas de rayos correspondientes.

Ver la solución del ejercicio 15

Ejercicio 16: Campo magnético

Una carga de

5 μ C

se desplaza con una velocidad de

\vec{v} = 3 \vec{j}

(m/s) en el seno de un campo magnético uniforme

\vec{B} = 2 \vec{i}

(T). Calcule el vector fuerza que actúa sobre dicha carga debida al campo magnético y dibuje los vectores fuerza, campo y velocidad en un sistema de ejes coordenados.

Ver la solución del ejercicio 16