EXERCICIOS DE SELECTIVIDADE DE FÍSICA CURSO

Transcrição

1 Física Exercicios de Selectividade Páxina 1 / 10 EXERCICIOS DE SELECTIVIDADE DE FÍSICA CURSO TEMA 1. GRAVITACIÓN. 1) PROBLEMA. Xuño Un astronauta está no interior dunha nave espacial que describe unha órbita circular de radio 2R T. Calcula: a) a velocidade orbital da nave; b) a aceleración da gravidade na órbita da nave. Se nun instante dado, pasa á beira da nave espacial un obxecto de 60 kg en dirección á Terra cunha velocidade de 40 m s -1, acha: c) a velocidade do obxecto ao chegar á superficie terrestre. Datos: R T= 6370 km; g = 9,81 m s -2. Res: a) v o= 5, m/s. b) g= 2,45 m/s 2. c) v= 7, m/s. 2) PROBLEMA. Set Un satélite GPS describe órbitas circulares arredor da Tena, dando dúas voltas á Terra cada 24 h. Calcula: a) a altura da súa órbita sobre a superficie terrestre; b) a enerxía mecánica; c) o tempo que tardaría en dar unha volta á Tena se o facemos orbitar a unha altura dobre. Datos. G = 6, N m 2 kg - 2 ; M T= 5, kg; R T= 6, m; masa do satélite= 150 kg. Res: a) h= 20, m. b) E M= -1, J. c) T= 1, s= 28,06 h. 3) PROBLEMA. Xuño A nave espacial Discovery, lanzada en outubro de 1998, describía arredor da Terra unha órbita circular cunha velocidade de 7,62 km s -1 : a) a que altura sobre a superficie da Terra se atopaba?; b) canto tempo tardaba en dar unha volta completa?; c) cantos amenceres vían cada 24 horas os astronautas que ían no interior da nave?. (Datos: G= 6, N m 2 kg -2 ; R T= km ; M T= 5, kg). Res: a) h= 4, m. b) T= 1,57 h. c) 15 amenceres. 4) PROBLEMA. Set Un satélite artificial de masa 10 2 kg vira ao redor da Terra a unha altura de km sobre a superficie terrestre. Calcula: a) a súa velocidade orbital, aceleración e período, suposta a órbita circular; b) acha o módulo do momento angular do satélite respecto do centro da Terra; c) enuncia as leis de Kepler. DATOS: g 0= 9,81 m s -2 ; R T= 6, m. Res: a) V O= 6, m/s, a= 3,70 m/s 2, T= 1, s= 2,92 h. b) L= 6, kg m 2 /s. c) 5) PROBLEMA. Xuño O vehículo espacial Apolo VIII estivo en órbita circular arredor da Lúa a 113 km sobre a súa superficie. Calcular: a) o período da órbita; b) as velocidades lineal e angular do vehículo; c) a velocidade de escape á atracción lunar desde esa posición. (Datos: G= 6, N m 2 kg -2 ; R LÚA= km; M LÚA= 7, kg). Res: a) T= 7150 s= 2 h. b) v= m/s, ω= 8, rad/s. c) v e= m/s. 6) PROBLEMA. Set Un satélite artificial de 500 kg de masa xira nunha órbita circular a 5000 km de altura sobre a superficie da Terra. Calcula: a) a súa velocidade orbital; b) a súa enerxía mecánica; c) a enerxía que hai que comunicarlle para que, partindo da órbita, chegue ó infinito. (Datos: R T= 6370 km; g 0= 9,8 m s -2 ). Res: a) v o= m/s. b) E M= -8, J. c) E= +8, J. 7) PROBLEMA. Xuño Dúas masas de 150 kg están situadas en A(0,0) e B(12,0) metros. Calcula: a) o vector campo e o potencial gravitatorio en C(6,0) e D(6,8); b) sé unha masa de 2 kg posúe no punto D unha velocidade de j m s -1, calcula a súa velocidade no punto C; c) razoa se o movemento entre C e D é rectilíneo uniforme, rectilíneo uniformemente acelerado, ou de calquera outro tipo. (Dato: G= 6, N m 2 kg -2 ). Res: a) g C= 0 N/kg, V C= -3, J/kg, g D= -1, N/kg, V D= J/kg. b) v C= 1, m/s. c) calquera outro tipo. 8) PROBLEMA. Set Ceres é o planeta anano máis pequeno do sistema solar e ten un período orbital arredor del Sol de 4,60 anos, unha masa de 9, kg e un raio de 477 km. Calcular: a) o valor da intensidade do campo gravitatorio que Ceres crea na súa superficie; b) a enerxía mínima que debe ter unha nave espacial de kg de masa para que, saíndo da superficie, poida escapar totalmente da atracción gravitatoria do planeta; c) a distancia media entre Ceres e o Sol, tendo en conta que a distancia media entre a Terra e o Sol é de 1, m e que o período orbital da Tema arredor do Sol é dun ano. (G= 6, N m 2 kg -2 ). Res: a) g= 0,276 N kg -1. b) Ec mínima= 1, J. c) d= 4, m. 9) PROBLEMA. Xuño Un satélite de 200 kg describe unha órbita circular de 600 km sobre a superficie terrestre; a) deduce a expresión da velocidade orbital; b) calcula o período de xiro; c) calcula a enerxía mecánica. (Datos R T= km; g 0= 9,8 m s -2 ). Res: a) V orb= (G M T/r)= (g 0 R T2 /r), V orb= 7.572,6 m/s. b) T= s. c) E M= -5, J. 10) PROBLEMA. Set Deséxase poñer un satélite de masa 10 3 kg en órbita arredor da Terra e a unha altura dúas veces o raio terrestre. Calcular: a) a enerxía que hai que comunicarlle desde a superficie da Terra; b) a forza centrípeta necesaria para que describa a órbita; c) o período do satélite en dita órbita. (Datos: g 0= 9,8 m s -2 ; R T= km). Res: a) E= 5, J. b) F=1, N. c) T= s. 11) PROBLEMA. Xuño Se a masa da Lúa é 0,012 veces a da Terra e o seu raio é 0,27 o terrestre, acha: a) o campo gravitatorio na Lúa; b) a velocidade de escape na Lúa; c) o período de oscilación, na superficie lunar, dun péndulo cuxo período na Terra é 2 s. (Datos: g 0T= 9,8 ms -2 ; R L= 1, m). (Nota: o apartado c corresponde ao tema de vibracións). Res: a) g L= 1,61 m/s 2. b) v= m/s. c) T L= 4,93 s. 12) PROBLEMA. Set A luz do Sol tarda s en chegar á Terra, e 2, s en chegar a Xúpiter. Calcula: a) o período de Xúpiter orbitando arredor do Sol; b) velocidade orbital de Xúpiter; c) a masa do Sol. (Supóñense as órbitas circulares) (Datos: T Terra arredor do Sol= 3, s; c= m s -1 ; G= 6, N m 2 kg -2 ). Res: a) T J= s. b) v= 13, m/s. c) M sol= 2, kg. 13) CUESTIÓN. Xuño Se a masa dun planeta é o dobre da masa da Terra e o raio é catro veces maior que o da Terra, a aceleración da gravidade nese planeta con respecto á da Terra é: a) 1/4; b) 1/8; c) 1/16. Res: b. 14) CUESTIÓN. Xuño Un satélite describe unha órbita elíptica arredor da Terra. Considerando a súa posición en dous puntos da órbita, cúmprese: a) a velocidade orbital do satélite é a mesma en ambos os puntos; b) a enerxía mecánica do satélite é a mesma en ambos os puntos; c) o momento angular do satélite respecto ao centro da Terra é distinto en ambos os puntos. Res: b. 15) CUESTIÓN. Set Se un planeta, mantendo a súa masa, aumentase o seu raio a velocidade de escape desde a superficie do planeta: a) aumentaría; b) diminuiría; c) non variaría. Res: b. 16) CUESTIÓN. Xuño Para saber a masa do Sol, coñecidos o radio da órbita e o período orbital da Terra respecto ao Sol, necesítase dispor do dato de: a) a masa da Terra; b) a constante de gravitación G; c) o radio da Terra. Res: b. 17) CUESTIÓN. Set A masa dun planeta é o dobre que a da Tena e o seu radio é a metade do terrestre. Sabendo que a intensidade do campo gravitatorio na superficie terrestre é g, a intensidade do campo gravitatorio na superficie do planeta será: a) 4g; b) 8g; c) 2g. Res: b. 18) CUESTIÓN. Xuño Supoñamos que a masa da Lúa diminuíse á metade do seu valor real. Xustifique se a frecuencia con que veriamos a Lúa chea seria: a) maior que agora; b) menor que agora; c) igual que agora. Res: c. 19) CUESTIÓN. Set Ao redor dun planeta viran dous satélites, M e N, cuxos períodos de revolución son 32 e 256 días, respectivamente. Se o raio da órbita do satélite M é 10 4 km, o raio do satélite N será: a) 4, km; b) 1, km; c) 3, km. Res: a. 20) CUESTIÓN. Xuño Un satélite artificial de masa m que xira arredor da Terra nunha órbita de radio r ten unha velocidade v. Se cambia de órbita pasando a outra máis próxima á Terra, a súa velocidade debe: a) aumentar; b) diminuír; c) non precisa cambiar

2 Física Exercicios de Selectividade Páxina 2 / 10 de velocidade. Res: a. 21) CUESTIÓN. Set Para unha partícula sometida a una forza central verifícase que: a) se conserva o seu momento angular respecto o centro de forzas; b) o traballo realizado por dita forza depende da traxectoria seguida entre dous puntos dados; c) se conserva o vector momento lineal. Res:a. 22) CUESTIÓN. Xuño Se un satélite artificial describe órbitas circulares arredor da Terra; xustifica cál das seguintes afirmacións é correcta en relación coa súa enerxía mecánica E, e as súas velocidades orbital v e de escape v e: a) E= 0, v= v e; b) E<0, v<v e; c) E>0, v>v e. Res: b. 23) CUESTIÓN. Set Un planeta xira arredor do Sol cunha traxectoria elíptica. O punto de dita traxectoria no que a velocidade orbital do planeta é máxima é: a) o punto máis próximo ó Sol; b) o punto máis afastado do Sol; c) ningún dos puntos citados. Res: a. 24) CUESTIÓN. Xuño Un planeta describe unha órbita plana e elíptica arredor do Sol. Cal das seguintes magnitudes é constante? a) o momento lineal; b) a velocidade areolar; c) a enerxía cinética. Res: b. 25) CUESTIÓN. Xuño No movemento dos planetas en órbitas elípticas e planas arredor do Sol mantense constante: a) a enerxía cinética; b) o momento angular; c) o momento lineal. Res: b. 26) CUESTIÓN. Set Dous satélites idénticos, A e B, describen órbitas circulares de diferente raio en torno á Terra (R A < R B). Polo que: a) B ten maior enerxía cinética; b) B ten maior enerxía potencial; c) os dous teñen a mesma enerxía mecánica. Res: b. TEMA 2. ELECTROMAGNETISMO. CAMPO ELÉCTRICO. 1) PROBLEMA. Xuño Unha esfera condutora de radio 4 cm ten unha carga de +8 μc en equilibrio electrostático. Calcula canto valen en puntos que distan 0, 2 e 6 cm do centro da esfera: a) o módulo da intensidade do campo electrostático; b) o potencial electrostático. c) Representa as magnitudes anteriores en función da distancia ao centro da esfera. Dato: K= N m 2 C -2. Res: a) E 1= 0 N/C, E 2= 0 N/C, E 3= 2, N/C. b) V 1= 1, V, V 2= 1, V, V 3= 1, V. c)... 2) PROBLEMA. Xuño Dous fíos condutores moi longos, rectilíneos e paralelos, dispóñense verticalmente separados 8 cm. Polo condutor situado á esquerda circula unha corrente de intensidade 30 A, e polo situado á dereita, outra de 20 A, ambas cara arriba. Calcula: a) o campo de indución magnética no punto medio entre os dous condutores; b) a forza por unidade de lonxitude exercida sobre un terceiro condutor vertical situado entre os dous condutores iniciais, a 3 cm do condutor da esquerda, polo que circula unha corrente de 10 A dirixida cara abaixo; c) é conservativo o campo magnético creado polo condutor? Xustifícao. Dato: μ 0= 4π 10-7 T m A -1. Res: a) B T= 5, T. b) F/L= 1, N/m. c) Non, xustificar. 3) PROBLEMA. Set Dúas cargas eléctricas positivas (q 1 e q 2) están separadas unha distancia de 1 m. Entre as dúas hai un punto, situado a 20 cm de q 1, onde o campo eléctrico é nulo. Sabendo que q 1 é igual a +2 μc. calcula: a) o valor de q 2; b) o potencial no punto no que se anula o campo; c) o traballo realizado pola forza do campo para levar unha carga de -3 μc desde o punto no que se anula o campo ata o infinito. Dato: K= 9 I0 9 N m 2 C -2. Res: a) q 2 = C. b) V= V. c) W campo =W nosotros= 0 J. 4) PROBLEMA. Xuño Unha esfera pequena, de masa 2 g e carga +3 µc, colga dun fío de 6 cm de lonxitude entre dúas placas metálicas verticais e paralelas separadas entre si unha distancia de 12 cm. As placas posúen cargas iguais pero de signa contrario. Calcula: a) o campo eléctrico entre as placas para que o fío forme un ángulo de 45º coa vertical; b) a tensión do fío nese momento. Se as placas se descargan, c) cal será a velocidade da esfera ao pasar pola vertical?. Dato; g= 9,8 ms -2. Res: a) E= 6, N/C. b) T= 2, N. c) v= 0,59 m/s. 5) PROBLEMA. Set Dada unha esfera maciza condutora de 30 cm de raio e carga q= +4,3 µc, calcula o campo eléctrico e o potencial nos seguintes puntos: a) a 20 cm do centro da esfera: b) a 50 cm do centro da esfera. c) Fai unha representación gráfica do campo eléctrico e do potencial en función da distancia ao centro da esfera. Dato. K = N m 2 C -2. Res: a) E 1= 0 N/C; V 1= V. b) E 2= 154, N/C; V 2= 77, V. c)... 6) PROBLEMA. Xuño Tres cargas de -2, 1 e 1 µc están situadas nos vértices dun triángulo equilátero e distan 1 m do centro del. a) Calcula o traballo necesario para levar outra carga de 1 µc desde o infinito ó centro do triángulo. b) Que forza sufrirá a carga unha vez que estea situada no centro do triángulo? c) Razoa se nalgún punto dos lados do triángulo pode existir un campo electrostático nulo. (Dato: K = N m 2 C -2 ). Res: a) 0 J. b) 2, N. c) non (xustificar con debuxo ou cálculo). 7) PROBLEMA. Set Dúas láminas condutoras con igual carga e signo contrario están colocadas horizontalmente e separadas 5 cm. A intensidade do campo eléctrico no seu interior é 2, N C -1. Unha micropinga de aceite cuxa masa é 4, kg, e con carga negativa, está en equilibrio suspendida nun punto equidistante de ambas placas. a) Razoa cal das dúas láminas está cargada positivamente; b) determina a carga da micropinga; c) calcula a diferenza de potencial entre as láminas condutoras. (Datos: g= 9,8 m s -2 ). Res: a) A superior, explicar. b) q= 1, C. c) ΔV= 1, V. 8) PROBLEMA. Xuño Unha esfera metálica de masa m= 8 g e carga q= 7 μc, colga dun fío de 10 cm de lonxitude situado entre dúas láminas metálicas paralelas de cargas iguais e de signo contrario. Calcular a) o ángulo que forma o fío coa vertical se entre as láminas existe un campo electrostático uniforme de 2, N C - 1 ; b) A tensión do fío nese momento; c) se as láminas se descargan cal será a velocidade da esfera ó pasar pola vertical? (g= 9,8 m s - 2 ). Res: a) α= 12,6º. b) T= 8, N. c) v= 0,217 m/s. 9) PROBLEMA. Set Dúas cargas puntuais iguais de +2 μc atópanse nos puntos (0,1) m e (0,-1) m. Calcula: a) o vector campo e o potencial electrostático no punto (-3,0) m; b) calcula o traballo necesario para trasladar unha carga de +3 μc desde o infinito ó citado punto. Se no punto (-3,0) m se abandona unha carga de -2 μc e masa 1 g, c) calcula a súa velocidade na orixe de coordenadas. DATO: K= N m 2 C -2. Res: a) E= -3, i N C -1. V= 1, V. b) W campo= -3, J. c) v= 10 m s ) PROBLEMA. Set Tres cargas eléctricas puntuais de 10-6 C atópanse situadas nos vértices dun cadrado de 1 m de lado. Calcula a) a intensidade do campo e o potencial electrostático no vértice libre; b) módulo, dirección e sentido da forza do campo electrostático sobre unha carga de C situada en dito vértice; c) o traballo realizado pola forza do campo para trasladar dita carga desde o vértice ó centro do cadrado. Interpretar o signo do resultado. (Dato: k= N m 2 C -2 ). Res: a) E= ( , ) N/C; V= V. b) F= (-0,024, -0,024) N. F= 0,034 N. a= 225º con eje x positivo. Sentido de atracción. c) W campo= +0,0277 J. Espontáneo. 11) PROBLEMA. Xuño Tres cargas de +3 μc están situadas equidistantes entre si sobre unha circunferencia de raio 2 m. Calcula: a) o potencial eléctrico no centro da circunferencia; b) o vector campo eléctrico no mesmo punto; c) o traballo para traer unha carga q = 1 μc dende o infinito ao centro da circunferencia. (Dato: k= Nm 2 C -2 ). Res: a) V= V. b) E= (0,0) N/C. c) W externo= -W campo= +0,0405 J. 12) PROBLEMA. Set Dúas cargas eléctricas de +8 μc están situadas en A (0; 0,5) e B (0; -0,5) (en metros). Calcula: a) o campo eléctrico en C (1,0) e en D (0,0); b) o potencial eléctrico en C e en D. c) Se unha partícula de masa m= 0,5 g e carga q= -1 μc se sitúa en C cunha velocidade inicial de 103 m s -1, calcula a velocidade en D. Nota: só interveñen forzas eléctricas. (Datos k= N m 2 C -2 ; 1 μc= 10-6 C). Res: a) E C= ( , 0) N/C. E D= (0, 0) N/C. b) V C= V. V D= V. c) v D= 106 m/s. 13) CUESTIÓN. Xuño Se aplicamos o teorema de Gauss ao campo electrostático, o fluxo do campo a través dunha superficie pechada depende: a) da localización das cargas dentro da superficie gaussiana; b) da carga neta encerrada pola superficie gaussiana; c) da carga neta situada tanto dentro coma fóra da superficie gaussiana. Res: b. 14) CUESTIÓN. Set Cando se aproximan dúas cargas do

3 Física Exercicios de Selectividade Páxina 3 / 10 mesmo signo, a enerxía potencial electrostática: a) aumenta; b) diminúe: c) non varía. Res: a. 15) CUESTIÓN. Xuño Dúas cargas puntuais de valor +q están separadas unha distancia a. No punto medio entre ambas (a/2) cúmprese: a) o módulo do campo é E= 8 Kq/a 2 e o potencial V= 0; b) E= 0 e V= 4 Kq/a; c) ambos son nulos. Res: b. 16) CUESTIÓN. Xuño Un condutor macizo en forma de esfera recibe unha carga eléctrica Cal das seguintes afirmacións é verdadeira? a) O potencial electrostático é o mesmo en todos os puntos do condutor; b) a carga distribúese por todo o condutor; c) no interior do condutor o campo electrostático varia linealmente, aumentando ó achegarnos á superficie do condutor. Res: a. 17) CUESTIÓN. Set Explica cal das seguintes afirmacións é verdadeira: a) non se realiza traballo cando unha carga eléctrica se traslada entre dous puntos dunha superficie equipotencial; b) as liñas de forza do campo electrostático son pechadas; c) as liñas de forza sempre se cortan. Res: a. 18) CUESTIÓN. Xuño Dúas cargas distintas Q e q, separadas unha distancia d, producen un potencial cero nun punto P situado entre as cargas e na liña que as une. Isto quere dicir que: a) as cargas deben ter o mesmo signo; b) o campo eléctrico debe ser nulo en P; c) o traballo necesario para traer unha carga desde o infinito ata P é cero. Res: c. 19) CUESTIÓN. Set No interior dunha esfera condutora cargada: a) o potencial non é nulo; b) a carga non é nula; c) o campo eléctrico non é nulo. Res: a. 20) CUESTIÓN. Set Un condutor macizo de forma esférica recibe unha carga eléctrica. Cal das seguintes afirmacións é verdadeira?. a) a carga distribúese por todo o condutor; b) o potencial é cero en todos os puntos do condutor; c) no interior do condutor non hai campo electrostático. Res: c. 21) CUESTIÓN. Xuño Disponse de varias cargas eléctricas puntuais. Se nun punto do espazo próximo ás cargas o potencial eléctrico é nulo: a) pode haber campo eléctrico nese punto; b) as liñas do campo córtanse nese punto; c) o campo non é conservativo. Res: a. 22) CUESTIÓN. Xuño Dúas esferas de raio R con cargas +Q e Q, teñen os seus centros separados unha distancia d. A unha distancia d/2 (sendo d/2 > > R); cúmprese: a) o potencial é cero e o campo electrostático 4kQd -2 ; b) o potencial é cero e o campo electrostático 8kQd -2 ; c) o potencial é 4kQd -1 e o campo cero. Res: b. CAMPO MAGNÉTICO E INDUCIÓN 23) PROBLEMA. Xuño a) Indica cal é o módulo, dirección e sentido do campo magnético creado por un fío condutor rectilíneo percorrido por unha corrente e realiza un esquema que ilustre as características de dito campo. Considérese agora que dous fíos condutores rectilíneos e paralelos de grande lonxitude transportan cadansúa corrente eléctrica. Sabendo que a intensidade dunha das correntes é o dobre que a da outra corrente e que, estando separados 10 cm, se atraen cunha forza por unidade de lonxitude de 4, N m -1 b) calcula as intensidades que circulan polos fíos. c) Canto vale o campo magnético nun punto situado entre os dous fíos, a 3 cm do que transporta menos corrente?. (DATO: μ 0= 4π 10-7 N A -2 ). Res: a) B= μ 0 I/2πR, dirección: circunferencia nun plano perpendicular ao fío, sentido: regra da man dereita. b) I 1= 3,46 A; I 2= 6,92 A. c) B= 3, T. 24) PROBLEMA. Xuño Un protón cunha enerxía cinética de 20 ev móvese nunha órbita circular perpendicular a un campo magnético de 1 T. Calcula: a) o raio da órbita; b) a frecuencia do movemento; e) xustifica por que non se consume enerxía neste movemento. (Datos: m p= 1, kg; q p= 1, C; 1 ev= 1, J). Res: a) R= 6, m. b) f= 1, s -1. c) a forza é perpendicular ao desprazamento. 25) PROBLEMA. Xuño Un protón con velocidade v= i m s -1 penetra nunha zona onde hai un campo magnético B= 1 j T. a) Debuxa a forza que actúa sobre o protón e deduce a ecuación para calcular ó raio da orbita; b) calcula o número de voltas nun segundo; c) varía a enerxía cinética do protón ó entrar nesa zona?. (Datos: m protón= 1, kg; q protón=i, C). Res: a)... b) f= 1, s -1. c) Non, xa que W TOTAL= 0= ΔEc. 26) PROBLEMA. Set Acelérase unha partícula alfa mediante unha diferenza de potencial de 1 kv, penetrando a continuación, perpendicularmente ás Iiñas de indución, nun campo magnético de 0,2 T. Achar: a) o raio da traxectoria descrita pola partícula; b) o traballo realizado pola forza magnética; c) o módulo, dirección e sentido dun campo eléctrico necesario para que a partícula alfa non experimente desviación ningunha ó seu paso pola rexión na que existen os campos eléctrico e magnético. (Datos: m a= 6, kg; q a= 3, C). Res: a) R= 3, m. b) W= 0 J. c) E= 6, N/C. 27) CUESTIÓN. Xuño Se unha partícula cargada de masa desprezable penetra nun campo magnético uniforme cunha velocidade que forma un ángulo de 180 coas liñas do campo, a traxectoria que describe a partícula é: a) rectilínea; b) circular; c) parabólica. Res: a. 28) CUESTIÓN. Set Se unha partícula cargada se move nun campo magnético e este exerce unha forza, dita forza sempre é perpendicular á velocidade da partícula. a) verdadeiro; b) falso; c) depende do módulo da velocidade da partícula. Res: a. 29) CUESTIÓN. Xuño Dous condutores idénticos A e B paralelos, con correntes respectivas +I e -I (entrando e saíndo do plano do papel) están separados unha distancia a. Un terceiro condutor, C, paralelo e idéntico aos anteriores e con corrente +I ( entrando) sitúase en a/2. Sobre el exércese unha forza: a) dirixida cara a A; b) dirixida cara a B; c) non se exerce ningunha forza sobre el. Res: a. 30) CUESTIÓN. Set A orientación que debe ter a superficie dunha expira nun campo magnético uniforme para que o fluxo magnético sexa nulo é: a) paralela ao campo magnético; b) perpendicular ao campo magnético: c) formando un ángulo de 45 co campo magnético. Res: b. Vector superficie perpendicular ás liñas de campo. (Podería servir a. Plano da superficie paralela ás liñas de campo). 31) CUESTIÓN. Set Por un condutor rectilíneo moi longo circula unha corrente de 1 A. O campo magnético que se orixina nas súas proximidades faise máis intenso canto: a) máis groso sexa o condutor: b) maior sexa a súa lonxitude; c) máis preto do condutor estea o punto onde se determina. Res: c. 32) CUESTIÓN. Xuño Cando unha partícula cargada se move dentro dun campo magnético, a forza magnética que actúa sobre ela realiza un traballo que sempre é: a) positivo, se a carga é positiva; b) positivo, sexa como sexa a carga; c) cero. Res: c. 33) CUESTIÓN. Set Nunha rexión do espazo hai un campo eléctrico e un campo magnético, ambos uniformes, da mesma dirección pero de sentidos contrarios. Na devandita rexión abandónase un protón con velocidade inicial nula. O movemento do protón, é: a) rectilíneo uniforme; b) rectilíneo uniformemente acelerado; c) circular uniforme. Res: b. 34) CUESTIÓN. Set Unha expira móvese no plano xy, onde hai unha zona na que existe un campo magnético constante B en dirección +z. Aparece na expira unha corrente eléctrica en sentido horario: a) se a expira entra na zona de B; b) cando sae desa zona; c) cando se despraza por esa zona. Res: a. 35) CUESTIÓN. Xuño Unha partícula cargada penetra nunha rexión onde existe un campo magnético uniforme perpendicular á velocidade da partícula. O raio da órbita descrita: a) aumenta se aumenta a enerxía cinética da partícula; b) aumenta se aumenta a intensidade do campo magnético; c) non depende da enerxía cinética da partícula. Res a. 36) CUESTIÓN. Set Indica, xustificando a resposta, cal das seguintes afirmacións é correcta: a) a unidade de indución magnética é o weber (Wb); b) o campo magnético non é conservativo; c) dous condutores rectilíneos paralelos e indefinidos, polos que circulan correntes I 1 e I 2 en sentido contrario, atráense. Res: b.

4 Física Exercicios de Selectividade Páxina 4 / 10 37) CUESTIÓN. Set Indúcese corrente en sentido horario nunha espira en repouso se: a) acercamos o polo norte ou afastamos o polo sur dun imán rectangular; b) afastamos o polo norte ou acercamos o polo sur; c) mantemos en repouso o imán e a espira. Res: b. 38) CUESTIÓN. Xuño Cal das seguintes afirmacións é correcta?: a) a lei de Faraday-Lenz di que a f.e.m. inducida nunha espira é igual ó fluxo magnético Φ m, que a atravesa; b) as liñas do campo magnético B para un condutor longo e recto son circulares arredor do mesmo; c) o campo magnético B é conservativo. Res: b. 39) CUESTIÓN. Set Por dous condutores paralelos e indefinidos, separados unha distancia d, circulan correntes en sentido contrario de diferente valor, unha o dobre da outra. A indución magnética anúlase nun punto do plano dos condutores situado: a) entre ambos condutores: b) fóra dos condutores e do lado do condutor que transporta máis corrente; c) fóra dos condutores e do lado do condutor que transporta menos corrente. Res: c. 40) CUESTIÓN. Set Un protón e unha partícula α (q α= 2q p; m α= 4m p) penetran, coa mesma velocidade, nun campo magnético uniforme perpendicularmente ás liñas de indución. Estas partículas: a) atravesan o campo sen desviarse; b) o protón describe unha órbita circular de maior raio; c) a partícula alfa describe unha órbita circular de maior raio. Res: c. 41) CUESTIÓN. Set As Iiñas de indución do campo magnético son: a) sempre pechadas; b) abertas ou pechadas, xa que dependen do axente creador do campo magnético; c) sempre abertas, por semellanza co campo eléctrico. Res: a. 42) CUESTIÓN. Set Unha espira está situada no plano xy e é atravesada por un campo magnético constante B en dirección do eixe z. Indúcese unha forza electromotriz: a) se a espira se move no plano xy; b) se a espira xira ao redor dun eixe perpendicular á espira; c) se se anula gradualmente o campo B. Res: c. 43) CUESTIÓN. Set Un campo magnético constante B exerce unha forza sobre unha carga eléctrica: a) se a carga está en repouso; b) se a carga se move perpendicularmente a B; c) se a carga se move paralelamente a B. Res: b. 44) CUESTIÓN PRÁCTICA. Set No laboratorio disponse de: unha bobina, un núcleo de ferro doce, un imán rectangular, un miliamperímetro e cables de conexión. Explica como e pode inducir corrente na bobina e como se pode aumentar a intensidade desa corrente. Fai un esquema da montaxe. TEMA 3. VIBRACIÓNS E ONDAS. MOVEMENTO ONDULATORIO 1) PROBLEMA. Xuño A función de onda dunha onda harmónica que se move nunha corda é y(x,t)= 0,03 sen(2,2x 3,5t), onde as lonxitudes se expresan en metros e o tempo en segundos. Determina : a) a lonxitude de onda e o período de esta onda; b) a velocidade de propagación; c) a velocidade máxima de calquera segmento da corda. Res: a) λ=2,9 m, T= 1,8 s. b) v= 1,6 m/s. c) v máx= 0,11 m/s. 2) PROBLEMA. Set A ecuación dunha onda transversal que se propaga nunha corda é y(x,t)= 10 sen (x 0,2t), onde as lonxitudes se expresan en metros e o tempo en segundos. Calcula: a) a amplitude, lonxitude de onda e frecuencia da onda; b) a velocidade de propagación da onda e indica en que sentido se propaga; c) os valores máximos da velocidade e aceleración das partículas da corda. Res: a) A= 10 m; λ= 2 m; f= 0,1 Hz. b) v= 0,2 m/s; sentido positivo del eje X. c) v máx= 6,28 m/s; a máx= 3,95 m/s 2. 3) PROBLEMA. Xuño Una onda cuxa amplitude é 0,3 m recorre 300 m en 20 s. Calcula: a) a máxima velocidade dun punto que vibra coa onda se a frecuencia é 2 Hz; b) a lonxitude de onda; c) constrúe a ecuación de onda, tendo en conta que o seu avance é no sentido negativo do eixe x. Res: a) v= 3,8 m/s. b) λ= 7,5 m. c) y= 0,3 sen(4 t+4 x/15). 4) PROBLEMA. Xuño Unha onda harmónica transversal propágase na dirección do eixe x e vén dada pola seguinte expresión (en unidades do sistema internacional): y(x,t)= 0,45 cos (2x-3t). Determinar: a) a velocidade de propagación; b) a velocidade e aceleración máximas de vibración das partículas; c) a diferenza de fase entre dous estados de vibración da mesma partícula cando o intervalo de tempo transcorrido é de 2 s. Res: a) v= 1,5 m/s. b) v= ±1,35 m/s; a= ±4,05 m/s 2. c) Δφ= 6 rad. 5) CUESTIÓN. Xuño Para as ondas sonoras, cal das seguintes afirmacións é certa?: a) propáganse no baleiro; b) non se poden polarizar; c) non se poden reflectir. Res: b. 6) CUESTIÓN. Set Nun mesmo medio: a) la lonxitude de onda dun son grave é maior que a dun agudo; b) a lonxitude de onda dun son grave é menor que a dun agudo; c) ambos os sons teñen a mesma lonxitude de onda. Res: a. 7) CUESTIÓN. Set Unha onda harmónica de frecuencia 100 Hz propágase a unha velocidade de 300 m s -1. A distancia mínima entre dous puntos que se atopan en fase é: a) 1,50 m; b) 3,00 m; c) 1,00 m. 8) CUESTIÓN. Xuño A propagación na dirección x da onda dunha explosión nun certo medio pode describirse pola onda harmónica y(x,t)= 5 sen(12x±7680t), onde as lonxitudes se expresan en metros e o tempo en segundos. Ao cabo dun segundo de producirse a explosión, o seu son alcanza unha distancia de: a) 640 m; b) m; c) 38 km. Res: a. 9) CUESTIÓN. Set Un movemento ondulatorio transporta: a) materia; b) enerxía; c) depende do tipo de onda. Res: b. 10) CUESTIÓN. Set A intensidade nun punto dunha onda esférica que se propaga nun medio homoxéneo e isótropo: a) é inversamente proporcional ao cadrado da distancia ao foco emisor; b) é inversamente proporcional á distancia ao foco emisor; c) non varía coa distancia ao foco emisor. Res: a. 11) CUESTIÓN. Set Cando un movemento ondulatorio se reflicte, a súa velocidade de propagación: a) aumenta; b) depende da superficie de reflexión; c) non varia. Res: c. 12) CUESTIÓN. Xuño Se la luz se atopa cun obstáculo de tamaño comparable á súa lonxitude de onda λ, experimenta: a) polarización; b) difracción; c) reflexión. (Debuxa a marcha dos raios). Res: b. 13) CUESTIÓN. Xuño Dous focos O1 e O2 emiten ondas en fase da mesma amplitude (A), frecuencia ( ) e lonxitude de onda ( ) que se propagan á mesma velocidade, interferindo nun punto P que está a unha distancia l m de O1 e 3l m de O2. A amplitude resultante en P será: a) nula; b) A; c) 2A. Res: c. 14) CUESTIÓN. Set A ecuación dunha onda transversal de amplitude 4 cm e frecuencia 20 Hz, que se propaga no sentido negativo do eixe x. cunha velocidade de 20 m s -1 é: a) y(x,t)= cos p(40t + 2x) m; b) y(x,t)= cos p(40t - 2x) m; c) y(x,t)= cos 2p(40t + 2x) m. Res: a. 15) CUESTIÓN. Xuño Nun oscilador harmónico cúmprese que: a) a velocidade v e a elongación x son máximas simultaneamente; b) o período de oscilación T depende da amplitude A; c) a enerxía total E T cuadriplícase cando se duplica a frecuencia. Res: c. 16) CUESTIÓN. Xuño A ecuación dunha onda é y= 0,02sen(50t- 3x); isto significa que: a) ω= 50 rad s -1 e = 3 m; b) a velocidade de propagación u= 16,67 m s -1 e a frecuencia = 7,96 s -1 ; c) T= 50 s e o número de onda k= 3 m -1. Res: b. TEMA 4. LUZ E ÓPTICA. LUZ 1) PROBLEMA. Set Un raio de luz de frecuencia Hz incide, con ángulo de incidencia de 30, sobre una lámina de vidro de caras plano-paralelas de espesor 10 cm. Sabendo que o índice de refracción do vidro é 1,50 e o do aire 1,00: a) Enuncia as leis da refracción e debuxa a marcha dos raios no aire e no interior da lámina de vidro; b) calcula a lonxitude de onda da luz no aire e no

5 Física Exercicios de Selectividade Páxina 5 / 10 vidro, e a lonxitude percorrida polo raio no interior da lámina; c) calcula o ángulo que forma o raio de luz coa normal cando emerxe de novo ó aire. DATO: c= 3, m s -1. Res: a)... b) λ aire= m. λ vidrio= m. lonxitude= 0,11 m. c) ángulo= 30º. 2) PROBLEMA. Xuño Un raio de luz pasa da auga (índice de refracción n= 4/3) ó aire (n= 1). Calcula: a) o ángulo de incidencia se os raios reflectido e refractado son perpendiculares entre si; b) o ángulo Iímite; c) hai ángulo limite se a luz incide do aire á auga?. Res: a) α= 36,9º. b) ángulo límite= 48,6º. c) Non, explicar. 3) PROBLEMA. Set Sobre un prisma equilátero de ángulo 60º (ver figura), incide un raio luminoso monocromático que forma un ángulo de 50º coa normal á cara AB. Sabendo que no interior do prisma o raio é paralelo á base AC: a) calcula o índice de refracción do prisma; b) determina o ángulo de desviación do raio ao saír do prisma, debuxando a traxectoria que segue o raio; c) explica se a frecuencia e a lonxitude de onda correspondentes ao raio luminoso son distintas, ou non dentro e fóra do prisma. (n aire= 1). Res: a) n= 1,5. b) α= 50º. c) λ diferente, explicar. 4) CUESTIÓN. Xuño Unha onda incide sobre a superficie de separación de dous medios. As velocidades de propagación da onda no primeiro e segundo medio son, respectivamente, 1750 m s -1 e 2300 m s -1. Se o ángulo de reflexión é 45, o de refracción será: a) 68 ; b) 22 ; c) 45. DATO: c= m s -1. Res: a. 5) CUESTIÓN. Xuño Faise incidir desde o aire (índice de refracción n=1) un feixe de luz láser sobre a superficie dunha lámina de vidro de 2 cm de espesor, cuxo índice de refracción é n= 1,5, cun ángulo de incidencia de 60º. O ángulo de refracción despois de atravesar a lámina é: a) 35º; b) 90º; c) 60º. Fai un breve esquema da marcha dos raios. Res: c. 6) CUESTIÓN. Set Cando a luz pasa dun medio a outro de distinto índice de refracción, o ángulo de refracción é: a) sempre maior que o de incidencia: b) sempre menor que o de incidencia; c) depende dos valores dos índices de refracción. Xustifica a resposta facendo un esquema da marcha dos raios. Res: c. 7) CUESTIÓN. Xuño Un raio de luz láser propágase nun medio acuoso (índice de refracción n= 1,33) e incide na superficie de separación co aire (n= 1). O ángulo límite é: a) 36,9 ; b) 41,2 ; c) 48,8. Res: c. 8) CUESTIÓN. Xuño Nunha onda de luz: a) os campos eléctrico E e magnético B vibran en planos paralelos; b) os campos E e B vibran en planos perpendiculares entre si c) a dirección de propagación é a de vibración do campo eléctrico. (Debuxa a onda de luz). Res: b. 9) CUESTIÓN PRÁCTICA. Xuño Fai un esquema da montaxe experimental necesaria para medir a lonxitude de onda dunha luz monocromática e describe o procedemento. Explica que sucede se cambias a rede de difracción por outra co dobre número de liñas por milímetro. Res:..., aumenta ao dobre a separación entre os máximos de difracción. ÓPTICA XEOMÉTRICA 10) PROBLEMA. Set Un espello ten +1,5 de aumento lateral cando a cara dunha persoa está a 20 cm dese espello. a) Razoa se ese espello é plano cóncavo ou convexo; b) debuxa o diagrama de raios; c) calcula a distancia focal do espello. Res: a) concavo, explicar b)... c) f =-60 cm= -0,6 m. 11) PROBLEMA. Set Unha lente diverxente de distancia focal 10 cm forma unha imaxe de 2 cm de altura. Se o tamaño do obxecto é 10 cm: a) calcula a distancia á que se atopa o obxecto da lente; b) debuxa a marcha dos raios; c) a miopía é un defecto visual. Explica como se pode corrixir. Res: a) s= -0,40 m. b) c) cunha lente diverxente (explicar). 12) PROBLEMA. Xuño Un espello cóncavo ten 50 cm de raio. Un obxecto de 5 cm colócase a 20 cm do espello: a) debuxa a marcha dos raios; b) calcula a posición, tamaño é natureza da imaxe; c) debuxa unha situación na que non se forma imaxe do obxecto. Res: a)... b) s'= +1 m e y'= +0,25 m, imaxe virtual dereita e maior. c) no foco a -0,25 m. 13) PROBLEMA. Xuño Un obxecto de 3 cm sitúase a 20 cm dunha lente a distancia focal da cal é 10 cm: a) debuxa a marcha dos raios se a lente é converxente; b) debuxa a marcha dos raios se a lente é diverxente; c) en ambos os dous casos calcula a posición e o tamaño da imaxe. Res: a)... b)... c) converxente: s = +20 cm e y = -3 cm, diverxente: s = -6,7 cm e y = +1 cm. 14) PROBLEMA. Set Unha lente converxente proxecta sobre unha pantalla a imaxe dun obxecto. O aumento é de 10 e a distancia do obxecto á pantalla é de 2,7 m. a) Determina as posicións da imaxe e do obxecto. b) Debuxa a marcha dos raios. c) Calcula a potencia da lente. Res: a) s= -0,25 m e s = +2,45 m. b)... c) P= 4,4 dioptrías. 15) CUESTIÓN. Xuño Queremos ver unha imaxe da nosa cara para afeitamos ou maquillamos. A imaxe debe ser virtual, dereita e ampliada 1,5 veces. Se colocamos a cara a 25 cm do espello. Que tipo de espello debemos empregar?: a) convexo; b) cóncavo; c) plano. Res: b. 16) CUESTIÓN. Xuño Se se desexa obter unha imaxe virtual, dereita e menor que o obxecto, úsase: a) un espello convexo; b) unha lente converxente; c) un espello cóncavo. Res: a. 17) CUESTIÓN. Set Un espello cóncavo ten 80 cm de raio de curvatura. A distancia do obxecto ó espello para que a súa imaxe sexa dereita e 4 veces maior é: a) 50 cm; b) 30 cm; c) 60 cm. Res: b. 18) CUESTIÓN. Xuño Se un espello forma unha imaxe real invertida e de maior tamaño que o obxecto, trátase dun espello: a) cóncavo e o obxecto está situado entre o foco e o centro da curvatura; b) cóncavo e o obxecto está situado entre o foco e o espello; c) convexo co obxecto en calquera posición. Res: a. 19) CUESTIÓN PRÁCTICA. Xuño Medíronse no laboratorio os seguintes valores para as distancias obxecto e imaxe dunha lente converxente: s(cm): 33,9; 39,0; 41,9; 49,3. s (cm): 84,7; 64,3; 58,6; 48,0. Determina o valor da potencia da lente. Estima a súa incerteza. Res: 4,12± 0,01 m ) CUESTIÓN PRÁCTICA. Xuño Disponse dunha lente converxente e quérese obter a imaxe dun obxecto. Debuxa a marcha dos raios para determinar onde debe colocarse o obxecto para que a imaxe sexa: a) menor, real e invertida; b) maior, real e invertida. Res: a) s > 2f. b) 2f > s > f. 21) CUESTIÓN PRÁCTICA. Set Medíronse no laboratorio os seguintes valores para as distancias obxecto e imaxe dunha lente converxente: s(cm): 50; 60; 70; 90. s'(cm): 200; 125; 95; 70. Determina o valor da potencia da lente e estima a súa incerteza. Res: P= 2,50 ±0,02 m ) CUESTIÓN PRÁCTICA. Set Medíronse no laboratorio os seguintes valores para as distancias obxecto e imaxe dunha lente converxente: s(cm): 39,0; 41,9; 49,3; 59,9; 68,6. s (cm): 64,3; 58,6; 48,0; 40,6; 37,8. Calcula: a) o valor da potencia da lente; b) explica a montaxe experimental utilizada. Res: 4,11 ±0,01 dioptrías. 23) CUESTIÓN PRÁCTICA. Set Describe, brevemente, a práctica de óptica xeométrica que realizaches no laboratorio, axudándote polo menos dunha marcha de raios. 24) CUESTIÓN PRÁCTICA. Xuño Describe brevemente como se pode medir no laboratorio a focal dunha lente converxente. 25) CUESTIÓN PRÁCTICA. Set No laboratorio traballas con lentes converxentes e recolles nunha pantalla as imaxes dun obxecto. Explica o que sucede, axudándote do diagrama de raios, cando sitúas o obxecto a unha distancia da lente inferior á súa distancia focal. Res: imaxe virtual, dereita e maior. 26) CUESTIÓN PRÁCTICA. Set Se na práctica de óptica xeométrica a lente converxente ten unha distancia focal imaxe de +10 cm. a que distancias da lente podes situar o obxecto para obter imaxes sobre a pantalla, se se cumpre que s + s' = 80 cm? Debuxa a marcha dos raios. Res: a) s= -11,7 cm e s= -68,3 cm.

6 Física Exercicios de Selectividade Páxina 6 / 10 TEMA 5. FÍSICA MODERNA. RELATIVIDADE MECÁNICA CUÁNTICA 1) PROBLEMA. Xuño Unha radiación monocromática que ten unha lonxitude de onda de 600 nm penetra nunha célula fotoeléctrica de cátodo de cesio cuxo traballo de extracción é 3, J. Calcula: a) a lonxitude de onda limiar para o cesio; b) a enerxía cinética máxima dos electróns emitidos; c) o potencial de freado. Datos: h= 6, J s; c= 3 l0 8 m s -1 ; q e= -1, C; 1 nm= 10-9 m. Res: a) λ= 6, m. b) Ec max= 1, J. c) V f= 0,069 V. 2) PROBLEMA. Set O traballo de extracción para o sodio é de 2,50 ev. Calcula: a) a lonxitude de onda da radiación que debemos usar para que a velocidade máxima dos electróns emitidos sexa de 1, m s -1 ; b) o potencial de freado; c) a lonxitude de onda de de Broglie asociada aos electróns emitidos polo metal con velocidade máxima. Datos: h = 6, J s; c = m s -1 ; Iq el= 1, C; 1 nm= 10-9 m; m e= 9, kg. Res: a) λ= 4, m. b) V f= 284,4 V. c) λ debroglie= 7, m. 3) PROBLEMA. Set A frecuencia limiar do Wolframio é 1, Hz. a) Xustifica que, se se ilumina a súa superficie con luz de lonxitude de onda 1, m, se emiten electróns; b) calcula a lonxitude de onda incidente para que a velocidade dos electróns emitidos sexa de 4, m s -1 ; c) cal é a lonxitude de onda de De Broglie asociada os electróns emitidos coa velocidade de 4, m s -1 ]?. Datos: h= 6, J s; c= m s -1 ; m e= 9, kg. Res: a) Si, f>f 0. b) λ= 2, Hz. c) λ= 1, m. 4) CUESTIÓN. Xuño A hipótese de De Broglie refírese a que: a) ao medir con precisión a posición dunha partícula atómica altérase a súa enerxía; b) todas as partículas en movemento levan asociada unha onda. c) a velocidade da luz é independente do movemento da fonte emisora da luz. Res: b. 5) CUESTIÓN. Set O efecto fotoeléctrico prodúcese se: a) a intensidade da radiación incidente é moi grande; b) a lonxitude de onda da radiación é grande; c) a frecuencia da radiación é superior á frecuencia limiar. Res: c. 6) CUESTIÓN. Xuño No efecto fotoeléctrico, a representación gráfica da enerxía cinética máxima dos electróns emitidos en función da frecuencia da luz incidente é: a) unha parábola; b) unha liña recta; c) ningunha das respostas anteriores é correcta. Res: b. 7) CUESTIÓN. Set Para o efecto fotoeléctrico, razoa cal das seguintes afirmacións é correcta: a) a frecuencia limiar depende do número de fotóns que chegan a un metal en cada segundo; b) a enerxía cinética máxima do electrón emitido por un metal non depende da frecuencia da radiación incidente; c) o potencial de freado depende da frecuencia da radicación incidente. Res: c. 8) CUESTIÓN. Xuño Nunha célula fotoeléctrica, o cátodo metálico ilumínase cunha radiación de λ= 175 nm e o potencial de freado é de 1 V. Cando usamos unha luz de 250 nm, o potencial de freado será: a) maior; b) menor; c) igual. Res: b. 9) CUESTIÓN. Xuño Ó irradiar un metal con luz vermella (682 nm) prodúcese efecto fotoeléctrico. Se irradiamos o mesmo metal con luz marela (570 nm); a) non se produce efecto fotoeléctrico; b) os electróns emitidos móvense máis rapidamente; c) emítense máis electróns pero á mesma velocidade. Res: b. 10) CUESTIÓN. Set Se se duplica a frecuencia da radiación que incide sobre un metal: a) duplícase a enerxía cinética dos electróns extraídos; b) a enerxía cinética dos electróns extraidos non experimenta modificación; c) non é certa ningunha das opcións anteriores. Res: c. 11) CUESTIÓN. Xuño Prodúcese efecto fotoeléctrico cando fotóns de frecuencia, superior a unha frecuencia limiar 0, inciden sobre certos metais. Cal das seguintes afirmacións é correcta?. a) emítense fotóns de menor frecuencia; b) emítense electróns; c) hai un certo retraso temporal entre o instante da iluminación e o da emisión de partículas. Res: b. 12) CUESTIÓN. Set Unha radiación monocromática, de Ionxitude de onda 300 nm, incide sobre Cesio. Se a lonxitude de onda limiar do cesio é 622 nm, o potencial de freado é: a) 12,5 V; b) 2,15 V; c) 125 V. (Datos 1nm= 10-9 m; h= 6, J s; c= m s -1 ; q e= -1, C). Res: b. 13) CUESTIÓN. Set A lonxitude de onda asociada a un electrón de 100 ev de enerxía cinética é: a) 2, m; b) 1, m; c) 10-7 m. (h= 6, J s; m e= 9, kg; q e= -1, C). Res: b. 14) CUESTIÓN. Set Segundo a hipótese de De Broglie, cúmprese que: a) un protón e un electrón coa mesma velocidade teñen asociada a mesma onda; b) dous protóns a diferente velocidade teñen asociada a mesma onda; c) a lonxitude da onda asociada a un protón é inversamente proporcional ao seu momento lineal. Res: c. 15) CUESTIÓN. Set A enerxía relativista total dunha masa en repouso: a) relaciona a lonxitude de onda coa cantidade de movemento; b) representa a equivalencia entre materia e enerxía; c) relaciona as incertezas da posición e do momento. Res: b. 16) CUESTIÓN PRÁCTICA. Set Pódese medir experimentalmente a enerxía cinética máxima dos electróns emitidos ao facer incidir luz de distintas frecuencias sobre unha superficie metálica. Determina o valor da constante de Planck a partir dos resultados que se mostran na gráfica adxunta. Dato: 1eV= 1, J. Res: h= 1, J s. (debería dar h= 6, J s). FÍSICA NUCLEAR 17) PROBLEMA. Xuño O 131 I é un isótopo radioactivo que se utiliza en medicina para o tratamento do hipertiroidismo. O seu período de semidesintegración é de 8 días. Se inicialmente se dispón dunha mostra de 20 mg de 131 I: a) calcula a masa que queda sen desintegrar despois de estar almacenada nun hospital 50 días; b) representa nunha gráfica, de forma cualitativa, a variación da masa en función do tempo; c) cal é a actividade inicial de 2 mg de 131 I?. Dato: N A= 6, mol -1. Res: a) m= 2, kg. b)... c) A 0= 9, desint/s. 18) PROBLEMA. Set Para o núcleo de uranio, 238 U(Z=92), calcula: a) o defecto de masa; b) a enerxía de ligazón nuclear; c) a enerxía de ligazón por nucleón. Dato: m [ 238 U(Z=92)]= 238,051 u; 1 g= 6, u; c = m s -1 ; m p= 1, u; m n= 1, u. Res: a) Δm= 1,884 u= 3, kg. b) E ligazón= 2, J= MeV. c) E nucleón= 1, J/nucleón= 7,38 MeV/nucleón. 19) PROBLEMA. Xuño O período de semidesintegración do 90 Sr (Z=38) é 28 anos. Calcula: a) a constante de desintegración radioactiva expresada en s -1 ; b) a actividade inicial dunha mostra de 1 mg; c) o tempo necesario para que esa mostra se reduza a 0,25 mg. Datos: N A= 6, mol -1 ; masa atómica do 90 Sr= 90 g mol -1. Res: a) λ=7, s -1. b) A 0= 5, Bq. c) t= 56 anos=1, s. 20) PROBLEMA. Set En 2012 atopouse no Sahara un meteorito que contiña restos de U-238. Sabemos que no momento da súa formación había unha concentración de 5, átomos de U-238 por cm 3, mentres que na actualidade a concentración medida é de 2, átomos de U-238 por cm 3. Se o tempo de semidesintegración deste isótopo é de 4, anos, determina: a) a constante de desintegración do U-238; b) a idade do meteorito. c) Sabendo que o gas radón resulta da desintegración do U-238, completa a seguinte serie radioactiva coas correspondentes partículas ata chegar ao gas radón U Th Pa U Th Ra Rn. Res: λ= 1, a= 4, s. b) t= 4, anos. c) a... b... b... a... a... a. 21) PROBLEMA. Xuño O Cobalto 60 é un elemento radioactivo utilizado en radioterapia. A actividade dunha mostra redúcese á milésima parte en 52,34 anos. Calcula: a) o período de semidesintegración; b) a cantidade de mostra necesaria para que a actividade sexa de desintegracións/segundo; c) a cantidade de mostra que queda ó cabo de 2 anos. (Datos N A= 6, mol -1 ;

7 Física Exercicios de Selectividade Páxina 7 / 10 masa atómica do 60 Co = 60 g mol -1 ; 1 ano = 3, s). Res: a) T1/2= 5,25 anos= 1, s. b) m0= 1, kg. c) m= 9, kg. 22) PROBLEMA. Set O isótopo do Boro, 10 5 B, é bombardeado por unha partícula α e prodúcese 13 6 C e outra partícula. a) Escribe a reacción nuclear; b) calcula a enerxía liberada por núcleo de Boro bombardeado; c) calcula a enerxía liberada se se considera 1 g de Boro. Datos: masa atómica do 10 B= 10,0129 u; masa atómica do 13 C= u; m alfa= 4,0026 u; m protón= 1,0073 u; c= m s -1 ; N A= 6, mol -1 ; 1 u= 1, kg. Res: a) 10 5 B He 13 C p. b) E= 7, J/núcleo. c) E= 4, J/g. 6 23) PROBLEMA. Xuño Unha mostra de carbono 14 ten unha actividade de 2, desintegracións s -1 ; o período de semidesintegración é T=5730 anos, calcula: a) a masa da mostra no instante inicial; b) a actividade ao cabo de 2000 anos; c) a masa de mostra nese instante. (Datos: N A= 6, mol -1 ; masa atómica do 14 C= 14 g mol -1 ; 1 ano= 3, s). Res: a) m 0= 1, g. b) A= 2, Bq. c) m= 1, g. 24) CUESTIÓN. Set A vida media dun núclido radioactivo e o período de semidesintegración son: a) conceptualmente iguais; b) conceptualmente diferentes pero valen o mesmo; c) diferentes, a vida media é maior. 25) CUESTIÓN. Xuño O período de semidesintegración dun elemento radioactivo que se desintegra emitindo unha partícula alfa é de 28 anos. Canto tempo terá que transcorrer para que a cantidade de mostra sexa o 75% da inicial? a) anos; b) 75 anos; c) 11,6 anos. Res: c. 26) CUESTIÓN. Set Indica, xustificando a resposta, cal das seguintes afirmacións e correcta: a) a actividade dunha mostra radiactiva é o número de desintegracións que teñen lugar en 1 s; b) período de semidesintegración e vida media ten o mesmo significado; c) a radiación gamma é a emisión de electróns por parte do núcleo dun elemento radiactivo. Res: a. 27) CUESTIÓN. Set Na formación do núcleo dun átomo: a) diminúe a masa e despréndese enerxía; b) aumenta a masa e absórbese enerxía; e) nuns casos sucede a opción a) e noutros casos a b). Res: a. 28) CUESTIÓN. Xuño Na reacción U n Ba + A Z X +3 1 n cúmprese que: a) é unha fusión nuclear; b) libérase enerxía 0 correspondente ó defecto de masa; c) o elemento X é X. Res: b. 29) CUESTIÓN. Set A actividade no instante inicial de medio mol dunha substancia radiactiva cuxo período de semidesintegración é de 1 dia, é: a) 2, Bq; b) 3, Bq; c) 0,5 Bq. (Dato: N A= 6, mol -1 ). Res: a. 30) CUESTIÓN. Xuño Se un núcleo atómico emite unha partícula α e dúas partículas β, os seus números atómico Z e másico A: a) Z aumenta en dúas unidades e A diminúe en dúas: b) Z non varía e A diminúe en catro: c) Z diminúe en dúas e A non varía. Res: b.