Examen resuelto de Física — Ordinaria 2024
C. Valenciana8 cuestiones + 4 problemas100% Resuelto
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Interacción gravitatoria
Distancia r a partir del potencial gravitatorio
Deducción 0,75Cálculo 0,75
El potencial gravitatorio en un punto situado a una distancia del centro de un planeta es J/kg. La intensidad del campo en la superficie del planeta es g 0 = 26 m / s 2 g_0=26\ m / s 2 \mathrm{m/s^2} y el radio del planeta es R = 7 ⋅ 10 4 R=7⋅ 10 4 \cdot 10^{4} km. Deduce una relación que proporcione r r en función de V V , R R y g 0 g_0 , y calcula el valor de r r .
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Campo eléctrico
Carga $q_1$ y potencial en B a partir de $V_A=0$
Carga 0,75Potencial B 0,75
El potencial eléctrico en el punto A A de la figura es nulo y q 2 = 1 nC q_2=1\ nC \text{nC} . Determina el valor de la carga q 1 q_1 y el potencial eléctrico en el punto B B . Geometría (rectángulo 3 m × 4 m 3\ m × 4 m \text{m}\times 4\ \text{m} ): A A en la esquina superior izquierda, B B en la esquina superior derecha, q 1 q_1 en la esquina inferior izquierda (a 4 m de A A ) y q 2 q_2 en la esquina inferior derecha. Dato: k = 9 ⋅ 10 9 N ⋅ m 2 / C 2 k=9⋅ 10 9 N ⋅ m 2 / C 2 \cdot 10^{9}\ \mathrm{N\cdot m^{2}/C^{2}} .
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Campo magnético
Fuerza magnética sobre carga negativa y trayectoria
Expresión 0,5Análisis 1,0
Una partícula de carga q < 0 q<0 entra con velocidad v ⃗ v ⃗ \vec{v} en una región en la que hay un campo magnético uniforme B ⃗ B ⃗ \vec{B} normal al plano del papel. Escribe la expresión del vector fuerza magnética sobre la carga, razona si la trayectoria mostrada es correcta y representa, en el punto P, los vectores velocidad y fuerza magnética.
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Inducción electromagnética
Corriente inducida en una espira por un hilo rectilíneo
Apartado a 0,75Apartado b 0,75
Un conductor rectilíneo muy largo transporta una corriente continua. Una espira rectangular coplanaria se encuentra cerca del hilo. Justifica, usando la ley física adecuada, si se induce corriente en la espira y en qué sentido: a) si la espira comienza a moverse hacia la derecha (alejándose del hilo); b) si la espira se mueve verticalmente, paralelamente al hilo.
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Movimiento armónico simple
Energías de un MAS a distintos instantes
E cinética 0,5E potencial 0,5E mecánica 0,5
Un cuerpo de m = 2 m=2 kg realiza un MAS descrito por y ( t ) = A cos ( ω t ) y(t)=A\cos(ω t ) \omega t) . De la gráfica se extrae la amplitud A = 0 , 1 A=0, 1 \text{,}1 m y el periodo T = 24 T=24 s (lectura del eje de tiempos). Calcula razonadamente: la energía cinética a t = 6 t=6 s, la energía potencial a t = 12 t=12 s y la energía mecánica a t = 17 , 423 t=17, 423 \text{,}423 s.
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Ondas
Magnitudes y valores de una onda sísmica transversal
Parámetros 0,75Valores de y 0,75
La onda viene dada por y ( x , t ) = 2 sin ( 50 π t − π 2 x ) y(x,t)=2\sin\!( 50 π t − π 2 x ) \left(50\pi t-\tfrac{\pi}{2}x\right) (SI). Determina el periodo, la longitud de onda, el número de ondas y la velocidad de propagación. Si y ( 0 , t ) = 2 y(0,t)=2 m, calcula y ( 8 , t ) y(8,t) y y ( 0 , t + 0 , 04 ) y(0,t+0, 04 ) \text{,}04) .
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Ondas sonoras
Intensidad sonora y ley del inverso del cuadrado
Intensidad 0,75Intensidad a 2 m 0,75
Un aparato de aire acondicionado produce un nivel sonoro de 50 dB a 1 m de distancia. Calcula la intensidad sonora en W/m2 ^{2} (umbral I 0 = 10 − 12 W / m 2 I_0=10^{-12}\ W / m 2 \mathrm{W/m^{2}} ) y determina cuánto valdrá a 2 m del aparato.
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Física nuclear
Desintegración del $^{60}$Co y potencia emitida
Identificación de X 0,5Potencia 1,0
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Interacción gravitatoria
Problema 1 — Energías de la ISS y cambio de órbita
Apartado a 1,0Apartado b 1,0
La ISS tiene m = 4 ⋅ 10 5 m=4⋅ 10 5 \cdot 10^{5} kg y describe una órbita circular a h = 400 h=400 km. a) Calcula las energías potencial, cinética y mecánica en esa órbita. b) Calcula la energía que hay que aportar para que pase a una órbita con E m = − 2 ⋅ 10 12 E_m=-2⋅ 10 12 \cdot 10^{12} J y calcula la velocidad en esa nueva órbita. Datos: G = 6 , 67 ⋅ 10 − 11 N m 2 / k g 2 G=6, 67 ⋅ 10 − 11 N m 2 / k g 2 \text{,}67\cdot 10^{-11}\ \mathrm{N\,m^{2}/kg^{2}} , M T = 6 ⋅ 10 24 M_T=6⋅ 10 24 \cdot 10^{24} kg, R T = 6 , 4 ⋅ 10 6 R_T=6, 4 ⋅ 10 6 \text{,}4\cdot 10^{6} m.
a)
Energías en la órbita inicial
(1 pt)b)
Energía a aportar y velocidad en la nueva órbita
(1 pt)10
10
Campo magnético
Problema 2 — Tres hilos paralelos y fuerza sobre una carga
Apartado a 1,0Apartado b 1,0
Tres hilos rectilíneos muy largos paralelos. I 1 = 2 , 0 I_1=2, 0 \text{,}0 A e I 2 = 4 , 0 I_2=4, 0 \text{,}0 A fluyen en el mismo sentido (ejes + y +y ). Geometría del plano x y xy : I 1 I_1 en x = 0 x=0 , I 2 I_2 en x = 4 x=4 cm, I 3 I_3 en x = 20 x=20 cm; el punto P P está en x = − 4 x=-4 cm (a 4 4 cm a la izquierda de I 1 I_1 ) y S S en ( 12 c m , 0 ) (12\ c m , 0 ) \mathrm{cm},0) , equidistante de I 2 I_2 e I 3 I_3 . a) Calcula intensidad y sentido de I 3 I_3 para que B ⃗ P = 0 ⃗ B ⃗ P = 0 ⃗ \vec{B}_P=\vec{0} . b) Siendo B ⃗ S = − 7 , 5 ⋅ 10 − 7 k ^ B ⃗ S = − 7 , 5 ⋅ 10 − 7 k ^ \vec{B}_S=-7\text{,}5\cdot 10^{-7}\hat{k} T, calcula la fuerza sobre una carga q = 1 μ C q=1\ μ C \mu\mathrm{C} que pasa por S S con v ⃗ = − 10 5 j ^ v ⃗ = − 10 5 j ^ \vec{v}=-10^{5}\hat{j} m/s. Dato: μ 0 = 4 π ⋅ 10 − 7 \mu_0=4π ⋅ 10 − 7 \pi\cdot 10^{-7} T⋅ ⋅ \cdot m/A.
a)I 3 I_3 tal que B P = 0 B_P=0 (1 pt)
b)
Fuerza magnética sobre la carga en S
(1 pt)11
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Óptica
Problema 3 — Lente delgada y trazado de rayos sobre un ojo
Apartado a 1,0Apartado b 1,0
Una lente delgada se coloca a 4 4 cm de un ojo. El objeto es el propio ojo, de tamaño y = 2 c m y=2\ c m \mathrm{cm} , y a través de la lente se observa una imagen del ojo de tamaño y ′ = 3 c m y'=3\ c m \mathrm{cm} . a) Posición de la imagen, distancia focal imagen y potencia en dioptrías. Realiza el trazado de rayos. b) ¿Convergente o divergente? ¿Real o virtual? ¿De qué tamaño se verá si alejamos la lente 1 , 5 1, 5 \text{,}5 cm más del ojo?
a)
Posición, distancia focal y potencia
(1 pt)b)
Tipo de lente, de imagen y nuevo tamaño
(1 pt)12
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Efecto fotoeléctrico
Problema 4 — Titanio y metal A a partir de gráfica $E_c$ vs $1/\lambda$
Apartado a 1,0Apartado b 1,0
Gráfica E c E_c vs 1 / λ 1/λ \lambda con dos rectas: Titanio y Metal A. De la gráfica se extraen los cortes con el eje E c = 0 E_c=0 (umbrales): Titanio en 1 / λ 0 = 3 , 5 ⋅ 10 6 m − 1 1/\lambda_0=3, 5 ⋅ 10 6 m − 1 \text{,}5\cdot 10^{6}\ \mathrm{m^{-1}} , Metal A en 1 / λ 0 = 4 , 0 ⋅ 10 6 m − 1 1/\lambda_0=4, 0 ⋅ 10 6 m − 1 \text{,}0\cdot 10^{6}\ \mathrm{m^{-1}} . Tabla: Berilio W = 4 , 95 W=4, 95 \text{,}95 eV, Cadmio 4 , 08 4, 08 \text{,}08 eV, Paladio 5 , 60 5, 60 \text{,}60 eV. a) Longitud de onda umbral de A, trabajo de extracción e identificación. b) Velocidad de los electrones del titanio con ν = 1 , 13 ⋅ 10 15 \nu=1, 13 ⋅ 10 15 \text{,}13\cdot 10^{15} Hz y comportamiento del metal A. Datos: h = 6 , 6 ⋅ 10 − 34 h=6, 6 ⋅ 10 − 34 \text{,}6\cdot 10^{-34} J·s, ∣ e ∣ = 1 , 6 ⋅ 10 − 19 |e|=1, 6 ⋅ 10 − 19 \text{,}6\cdot 10^{-19} C, c = 3 ⋅ 10 8 c=3⋅ 10 8 \cdot 10^{8} m/s, m e = 9 , 1 ⋅ 10 − 31 m_e=9, 1 ⋅ 10 − 31 \text{,}1\cdot 10^{-31} kg.
a)λ 0 \lambda_0 , W W e identificación del metal A(1 pt)
b)
Velocidad en titanio y comportamiento del metal A
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