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EXAMEN DE FÍSICA 2º BACHILLERATO. RECUPERACIÓN 3ª EVALUACIÓN. 12/V/2014
NOMBRE:
OPCIÓN A
PROBLEMA 1. Un satélite artificial de 100 kg de masa se encuentra girando alrededor de la
tierra en una órbita circular de 7100 km de radio. Determine:
a) El periodo de revolución del satélite.
b) El momento lineal y el momento angular del satélite respecto al centro de la Tierra.
c) La variación de energía potencial que ha experimentado el satélite al elevarlo desde la
superficie de la Tierra hasta esa posición.
d) Las energías cinética y total del satélite.
Datos: Constante de Gravitación Universal G = 6’67·10-11 N·m2·kg-2, radio de la tierra 6370 km, masa de la tierra =
5’98·1024 kg.
PROBLEMA 2. Una roca contiene dos isótopos radioactivos, A y B, de periodos de
semidesintegración 1600 años y 1000 años, respectivamente. Cuando la roca se formó el
contenido de núcleos de A y B era el mismo.
a) Si actualmente la roca contiene el doble de núcleos de A que de B, ¿qué edad tiene la roca?
b) ¿Qué isótopo tendrá mayor actividad 2500 años después de su formación?
PROBLEMA 3. Un protón se encuentra situado en el origen de coordenadas del plano XY. Un
electrón inicialmente en reposo, está situado en el punto (2,0). Por efecto del campo eléctrico
creado por el protón ( supuesto inmóvil ), el electrón se acelera. Estando todas las
coordenadas en µm, calcule:
a) El campo eléctrico y el potencial creado por el protón en el punto (2,0)
b) La energía cinética del electrón cuando se encuentra en el punto (1,0)
c) La velocidad y momento lineal del electrón en la posición (1,0)
d) La longitud de onda de De Broglie asociada en el punto (1,0).
Datos: Constante de la ley de Coulomb K = 9·109 N·m2·C-2, valor absoluto de la carga del electrón 1’6·10´-19 C, masa
del electrón: 9’1·10-31 kg, constante de Planck h = 6’63·10-34 J·s
PROBLEMA 4. Utilizando una lente convergente delgada que posee una distancia focal de 15
cm, se quiere obtener una imagen de tamaño doble que el objeto. Calcule a qué distancia ha
de colocarse el objeto respecto de la lente para que la imagen sea:
a) Real e invertida.
b) Virtual y derecha.
PROBLEMA 5. Un metal tiene una frecuencia umbral de 4’5·1014 Hz para el efecto fotoeléctico.
a) Si el metal se ilumina con una radiación de 4’5·10-7 m de longitud de onda, ¿Cuál será
la energía cinética y la velocidad de los electrones emitidos?.
b) Si el metal se ilumina con otra radiación distinta de forma que los electrones emitidos
tengan una energía cinética el doble que en el caso anterior, ¿Cuál será la frecuencia
de esta radiación?.
Datos: velocidad de la luz en el vacío = 3·108 m·s-1, valor absoluto de la carga del electrón 1’6·10´-19 C, masa del
electrón: 9’1·10-31 kg, constante de Planck h = 6’63·10-34 J·s
OPCIÓN B
⃗ = 4×103 𝐣 NC-1
PROBLEMA 1. En una región del espacio hay un campo eléctrico𝐄
⃗ =−0.5 𝐢⃗ T.
y otro magnético 𝐁
Si un protón penetra en esa región con una velocidad perpendicular al campo magnético:
a) ¿Cuál debe ser la velocidad del protón para que al atravesar esa región no se desvíe?
Si se cancela el campo eléctrico y se mantiene el campo magnético:
b) Con la velocidad calculada en el apartado a), ¿qué tipo de trayectoria describe?, ¿cuál es el
radio de la trayectoria? Determine el trabajo realizado por la fuerza que soporta el protón y la
energía cinética con la que el protón describe esa trayectoria.
Datos: Masa del protón = 1,67×10-27 kg ; Valor absoluto de la carga del electrón, e = 1,60×10-19 C
PROBLEMA 2. Sobre un prisma de ángulo 60º como el de la figura, situado en el vacío incide un
rayo luminoso monocromático que forma un ángulo de 41’3º con la normal a la cara AB.
Sabiendo que en el interior del prisma el rayo es paralelo a la basa AC:
B
a) Calcule el índice de refracción del prisma.
b) Realice el esquema gráfico de la trayectoria seguida por el rayo
a través del prisma.
c) Determine el ángulo de desviación del rayo al atravesar el
A
prisma.
d) Explique si la frecuencia y la longitud de onda correspondientes
al rayo luminoso son distintas, o no, dentro y fuera del prisma.
60º
PROB LEMA 3. Un objeto está situado a una distancia de 10 cm del vértice de un espejo
cóncavo. Se forma una imagen real, invertida y tres veces mayor que el objeto.
a) Calcule el radio de curvatura y la posición de la imagen.
b) Construya el diagrama de rayos.
PROBLEMA 4. Un sistema óptico está formado por dos lentes delgadas convergentes, de
distancias focales 10 cm la primera y 20 cm la segunda, separadas por una distancia de 60 cm.
Un objeto luminoso de 2 mm de altura está situado 15 cm delante de la primera lente.
a) Calcule la posición y el tamaño de la imagen final del sistema
b) Efectúe la construcción geométrica de la imagen mediante el trazado de rayos
correspondiente.
PROBLEMA 5. La vida media de un elemento radioactivo es de 25 años. Calcule:
a) El tiempo que tiene que transcurrir para que una muestra del elemento radioactivo
reduzca su actividad al 70%.
b) Los procesos de desintegración que se producen cada minuto en una muestra que
contiene 109 núcleos radioactivos.
C