Bachillerato 2A EXAMEN DE FÍSICA CURSO

Transcripción

1 1ª Evaluación Parcial I r 2 P1) Una partícula qu s muv por l plano XY pos un vctor vlocidad v( t) = (5 t,6 t ) (S.I.). En l instant inicial sta partícula pasa por l punto (1,2) (S.I.). a) Dtrminar la cuación matmática d su trayctoria. b) Encontrar las aclracions (total, normal y tangncial) d sta partícula n l instant t = 2 s. c) Hallar l radio d curvatura d la trayctoria n s mismo instant (t = 2 s.) P2) En un prototipo d frno s utiliza un disco d 26 cm d diámtro qu inicialmnt gira a 4000 rpm. Cuando s aplica l frno st disco tarda 5 s n dtnrs. La vlocidad angular (n rad/s) d st disco 3 vin xprsada por la cuación : ω =a-bt dond t s l timpo n sgundos. a) Dtrminar los valors numéricos d las constants a y b. b) Calcular l númro d vultas qu da l disco hasta qu s dtin. c) Encontrar las aclracions (total, normal y tangncial) d un punto prférico dl disco n l instant t = 1s. P3) Dos masas d valors m y 4m s sultan d las posicions indicadas y chocan lásticamnt n l punto más bajo d st rcipint smisférico d 60 cm d radio. Dtrminar la vlocidad d cada masa dspués dl choqu y la altura máxima qu alcanza cada una dspués d la colisión. (No hay rozaminto)

2 Bachillrato 2A EXAMEN DE FÍSICA II CURSO ª Evaluación Parcial II P1) Disponmos d cuatro masas: dos d valor M y otras dos d valor 4M como mustra la figura. Dtrminar l campo gravitatorio (vctor intnsidad) y l potncial gravitatorio n l punto P. (Las xprsions finals han d star n función d a, M y G) P2) Un satélit d xploración d 600 Kg d masa s sitúa n una órbita circular alrddor d un planta y a una altura d su suprfici igual al radio d st planta. Est satélit tarda 40 minutos n dar una vulta complta y la vlocidad d scap dl planta s 5 Km/s. a) Calcular la masa y l radio d st planta dsconocido. b) Al cabo d un timpo s dsa situar st satélit d xploración n otra órbita circular alrddor dl mismo planta pro a una altura d su suprfici cuadrúpl d la antrior. Dtrminar la nrgía qu han d suministrar los cohts para hacr sta maniobra.

3 2ª Evaluación Parcial I P1) Disponmos d trs cargas puntuals fijas y situadas n l vacío como indica la figura: a) Hallar l campo y l potncial léctrico n l punto P. b) Una carga puntual d 9, Kg. y 1, C. s muv siguindo una lína rcta paralla al j OX (lína azul). Cuando sta partícula pasa por l punto P pos una vlocidad d 5000 Km/s. Hallar la vlocidad d sta carga n l infinito. (4 ptos.) P2) Entr las armaduras (placa rctangular d dimnsions 30 cm. por 1,5 cm.) d un condnsador plano parallo hay un gas con ε r = 1,25. Estas armaduras s ncuntran sparadas una distancia d 12 mm y s ls suministra una difrncia d voltaj d 200 V. Por la part suprior cntral y quidistant d las armaduras can, por acción d la gravdad, unas gotitas cargadas positivamnt y con una masa d 7 g. Por la fricción con l gas la vlocidad d caída vrtical s constant y con un valor d 6 cm/s, y al cabo d 3 s. d ntrar n l intrior dl condnsador chocan contra una d las armaduras. a) Hallar la capacidad (n pf) d st condnsador y l valor dl campo léctrico n su intrior. b) Encontrar la furza d rozaminto d cada gota con l gas. b) Calcular la carga léctrica(n nc) d cada gotita y la distancia vrtical qu rcorrn hasta colisionar con la armadura. Nota: El condnsador stá dispusto d tal manra qu las armaduras son parallas al campo gravitatorio. (4 ptos.) P3) Disponmos d una sfra prfctamnt conductora d 6 cm d radio qu s ncuntra aislada y cargada con un voltaj d 100 V. Postriormnt s concta a través d un hilo conductor a otra sfra, también conductora, qu inicialmnt s ncuntra dscargada. Cuando s alcanza l quilibrio lctrostático ambas sfras qudan cargadas con un voltaj d 25 V. Dtrminar l radio d la sgunda sfra. (2 ptos.).

4 2ª Evaluación Parcial II P1) Una fotocélula stá constituida por un mtal alcalino qu manifista l fcto fotoléctrico para longituds d onda infriors a 5600 A. En una xprincia típica la potncia d la radiación incidnt s 37 mw y produc una intnsidad d corrint n l circuito xtrior d 8 ma. El potncial d cort d sta corrint s 1,168 voltios. a) Indicar razonadamnt si sta fotocélula funcionaría con luz monocromática azul. b) Hallar la nrgía d xtracción (n V) dl mtal alcalino. c) Encontrar l rndiminto cuántico d la célula. d) Dtrminar la vlocidad máxima d los lctrons mitidos. h = 6, J s m = 9, Kg q = 1, C P2) a) Encontrar la rlación matmática qu rlaciona l timpo d smidsintgración (t 1/2 ) d una mustra radioactiva con l timpo qu tarda (t 4 ) n rducirs su actividad al 4%. b) 1 g d 226 Ra tin una actividad d 1 Ci, qu corrspond a 3, Bq. Dtrminar l príodo d smidsintgración (n años) dl 226 Ra. 226 Ra = 226,025 uma P3) En l intrior dl Sol tinn lugar varias raccions nuclars d fusión qu podmos rsumir n: zh H+ a + γ 1 4 x y a) Dtrminar los valors numéricos d z, a, x y. b) Hallar la pérdida d masa (n uma) y la nrgía librada n la transformación por cada nuclón qu s fusiona. c) El Sol transforma, cada sgundo, 720 millons d tonladas d hidrógno n hlio-4. Calcular la masa prdida, cada sgundo, por l Sol. d) Calcular la potncia d la radiación mitida por l Sol. 1 H = 1, uma 4 H = 4, uma m = 9, K g

5 2ª Evaluación Parcial III P1) Disponmos d un condnsador plano-parallo cuya distancia d=26 mm y la armadura d la izquirda s ncuntra a un voltaj d 70v y la d la drcha a 15 v. Dsd un punto fijo, quidistant d ambas placas, s suspnd d un hilo d 30 cm d longitud(l) una pquña carga d 30 g d masa. La distancia d sta pquña sfra a la armadura d la izquirda s a = 8 mm. a) Calcular l campo léctrico n l intrior dl condnsador. b) Hallar l valor d la carga (indicando l signo) d la pquña sfra suspndida dl hilo. c) Dtrminar la tnsión dl hilo. d) Encontrar l potncial léctrico dl punto dond s ncuntra la sfra. P2) Inicialmnt tnmos 5 mg d un isótopo radioactivo cuya masa atómica s 124,3 uma. Al cabo d cinco minutos s han dsintgrado 1,5 mg d mustra radioactiva. Calcular l príodo d smidsintgración d st isótopo y la actividad n Bq cuando quda 1 mg d sustancia. P3) Al bombardar un núclido d Li con trs d tritio ( H 1 ) s forman un protón, partículas alfa, nutrons y un lctrón. En sta transformación s libran 4, J. a) Escribir la racción nuclar indicar l númro d partículas alfa y nutrons obtnidos. b) Dtrminar la masa dl isótopo d litio (n uma). c) Esta racción proporciona una potncia d 3, Kw, dtrminar cuánto timpo tardará n consumirs 10 Tn d tritio. m = 9, Kg q = 1, C Masa dl nutrón = 1,00866 uma Masa dl protón = 1,00781 uma 3 1H=3,01626 uma Partícula alfa = 4,00290 uma

6 3ª Evaluación Parcial I P1) El campo magnético (n módulo) d un hilo corto d longitud L rcorrido por una intnsidad I n cualquir punto situado n un plano prpndicular a st conductor y qu pasa por su punto mdio vin dada por: μ0il B= dond r s la distancia dl punto mdio dl hilo al punto n custión. 2 Kr 4r 2 L 2 π + Dtrminar l valor d la constant K. a) 2 b) 1 c) 0,5 d)2π P2) Disponmos d una bobina d 6 cm. d diámtro y formada por 20 spiras qu s ncuntra n una zona dond hay un campo magnético variabl dado por B = 4+4-2t (Tslas). El plano d sta bobina forma 30 º con la dircción dl campo magnético. Hallar l valor máximo d la f..m. inducida. a) 0,45 v. b) 0,0195 v. c) 1,56 v. d) 0,39 v. P3) Un solnoid idal d longitud L stá formado por N spiras y rcorrido por una intnsidad d corrint I. El campo magnético n su intrior vin dado por: μ0ni a) 2 L μ0 b) I NL μ0 c) NI L d) μ NIL 0 P4) El campo magnético n l cntro d una spira circular s 220 mt. Dtrminar l campo qu producirá n l cntro una spira circular d las mismas caractrísticas pro qu su ára s ha rducido 16 vcs. a) 3,52 T. b) 0,88 T. c) 55 mt. d) 13,75 mt P5) Unas partículas lmntals cargadas posn una rlación carga-masa = C/Kg. y ntran n una zona dond hay un campo magnético d 500 μt prpndicular a su vlocidad qu s constant Hallar l timpo qu tardan stas partículas n dscribir un círculo complto. a) 2,51 ns. b) No s pud calcular c) 6, s. d) 62,8 µs. P6) Dsamos construir un slctor d vlocidads y hmos d tnr una zona dond ha d habr un campo léctrico d 400 N/C. Las armaduras s somtn a un voltaj d 150 V. Calcular la sparación qu ha d xistir ntr stas armaduras. a) 2,66 cm. b) Esto no pud sucdr c) 37,5 cm. d) 15 cm.

7 P7) Una spira rctangular conductora y d rsistncia R s introduc a vlocidad constant (v) n una zona dond xist una campo magnético constant (B) como indica la figura. Dtrminar la furza qu hay qu hacr sobr sta spira n un instant n qu s ncuntra parcialmnt introducida n la zona dond xist campo. a) 0 b) Bav R c) 2 Bav R d) 2 2 Bav R P8) Un hilo indfinido s rcorrido por una intnsidad d corrint (i). Una spira circular s dsplaza a vlocidad constant (v) dscribindo un círculo d radio constant cuyo cntro s l hilo indfinido. Es cirto afirmar qu: a) En la spira aparcrá una corrint inducida d a a b. b) Por la spira no circulará corrint. c) En la spira aparcrá una corrint inducida d b a a. d) En la spira aparcrá una corrint cuyo sntido irá variando. P9) Un motor d corrint altrna stá constituido por 1500 spiras circulars d 12 cm. d diámtro inmrsas n una zona dond hay un campo magnético constant d 400 mt. A st motor s l suministra una tnsión altrna ficaz d 24 v., hallar la vlocidad angular qu adquir. a)33,8 rpm b) 47,8 rpm c)5,0 rpm d) 0,5 rpm P10) Un hilo conductor rctilíno pos un xtrmo n l punto P(0,1,0) y l otro xtrmo n Q(2,3,1) r r r r ambas coordnadas mdidas n mtros.en sta zona hay un campo magnético B=2i+2j-k (T). Calcular la furza sobr st conductor cuando lo rcorr una intnsidad d corrint d 3 A n l sntido d Q a P. r r r r r r r r r r r r r a) F=4i-4j (N) b) F =12i-12j (N) c) F=-3i-6k (N) d) F =-15i+12j-6k (N) RESPUESTAS DEL ALUMNO - Acrtada: +1, Erróna: -0,30, No contstada: 0

8 3ª Evaluación Parcial II P1) Disponmos d un plano inclinado (θ=12º) n l qu hay una guía d plástico por dond dsliza, sin fricción, una pquña partícula d 6 g d masa qu pos una carga +2 C. A una distancia h=40 cm y parallo a la guía, hay un hilo rctilíno, indfinido y filiform qu transporta una corrint continua d 20 A.Cuando la partícula ca por l plano llga un momnto qu l xcso d vlocidad provoca qu salga dspdida. a) Dtrminar la intnsidad dl campo magético n la zona dond s ncuntra la guía d plástico. b) Indicar, razonadamnt, l sntido n qu ha d circular la corrint por l cabl conductor para hacr qu n cirto momnto la partícula dj d star n contacto con l plano. c) Dibujar todas las furzas qu actuán sobr la masa. d) Calcular la vlocidad d sta masa cuando sal dspdida dl plano. (g=9,81 m/s 2 μ 0 =4π 10-7 (SI)) P2) En l intrior d un tubo horizontal d 12,5 cm d longitud y orintado n l sntido OX crcint y cuyo xtrmo izquirdo s ncuntra n l orign d coordnadas, s producn ondas stacionarias dadas por la cuación: -3 y(x,t)=2 10 sn(300πt)sn(20π x) (S.I.) a) Explicar, brvmnt, n qu consist la formación d ondas stacionarias. b) Dtrminar n qu situación s ncuntra cada uno d los xtrmos dl tubo (abirto o crrado). c) Calcular la frcuncia, longitud d onda y vlocidad d propagación d la onda. d) Indicar l númro d armónico qu s stá producindo n l intrior dl tubo. ) Hallar la frcuncia dl primr armónico. P 3) a) Indica d forma brv n qu consist l fcto Dopplr. b) Disponmo s d una radiación d 5500 A o. Calcular la cantidad d moviminto qu pos cada uno d stos fotons Constant d Planck = 6, J s