Física Moderna

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Física Moderna:                                

                                            OPCIÓN A:  FíSICA MODERNA

C.1.-Una nave espacial tiene una longitud en reposo de 70 m ; si esta nave se mueve con respecto a un observador con una velocidad: 0,6·c ; halle la longitud (L) de la nave que medirá el observador y el valor de la velocidad de la luz, v , que se podrá determinar desde la nave: a)  L= 56 m  v= c ; b)  L= 70 m 

v= 0,6·c ; c)  L= 90 m  v= 0,4·c  (c= velocidad de la luz en el vacío).

C.2.- La cantidad de movimiento de un fotón viene dada por: a) p= m·c² ; b) p= m·v ; c) p= h/l
C.3.- Si sumamos la masa de dos protones y de dos neutrones resulta 4,03432 u ; por lo tanto la masa de la partícula alfa (núcleo de helio-4) ha de ser: a) menor que la de sus nucleones; b) igual a la de sus nucleones; c) la partícula alfa es un electrón del núcleo atómico.         qf.c

C.4.- Explique, mediante construcciones geométricas, qué posiciones debe ocupar un objeto delante de una lente convergente delgada, para obtener: a) una imagen real de tamaño menor, igual o mayor que el objeto, b) una imagen virtual ¿cómo está orientada esta imagen y cuál es su tamaño en relación con el objeto?

P.1.- Sobre una superficie metálica incide luz de 6·10¹⁴ Hz produciéndose la emisión de electrones. Si el trabajo umbral es de 2 eV ; calcule: a) la longitud de onda correspondiente a la frecuencia umbral; b) la velocidad máxima de los electrones emitidos; c) señale la relación entre la energía de un fotón y su longitud de onda. (Datos: q= -1,6·10 ^{-19 C ;  c= 3·108} m/s ; h= 6,63·10 ^-34 J.s ; m= 9,1·10 ^{-31 kg ).}

P.2.- El cromo-51 tiene un período de semidesintegración de 27 días; halle: a) su constante radioactiva y su vida media expresadas en el SI; b) la masa de cromo-51 que quedará al cabo de 54 días si partimos de 180 g ¿cuál será su actividad radioactiva en ese instante?; c) demuestre la expresión del período de semidesintegración a partir de la ley de decaimiento exponencial.

                                                        OPCIÓN B

C.1.- Señale lo que ocurre cuando a dos conductores paralelos de longitud infinita, separados una distancia determinada, se les aplica el paso de corriente en el mismo sentido: a) mantienen la distancia entre ellos inalterable; b) tienden a aumentar la distancia; c) reducen dicha distancia.

C.2.- Tres colores de luz visible (el azul, el amarillo y el rojo) coinciden en que: a) tienen la misma energía; b) poseen idéntica longitud de onda; c) se propagan en el vacío con la misma velocidad.

C.3.- En el efecto fotoeléctrico: a) la velocidad de los electrones es mayor si aumenta la intensidad de la luz incidente; b) a mayor número de fotones incidentes mayor energía de los electrones emitidos; c) cada metal tiene su propia energía umbral.

C.4.- A un resorte de 20 cm de longitud se le aplican una serie de pesas, leyéndose en una regla la posición final del resorte en cada carga (los resultados se dan en la tabla). Halle la constante elástica del resorte y su error:

pesa (g)            400    500    800   1000   1100      

longitud (cm)   26,4   27,9   32,5   35,7   37,1

P.1.- Un satélite gira alrededor de la Tierra empleando 90 min en dar una vuelta completa. Calcule:

a) a qué altura se encuentra sobre la Tierra;  b) la energía total del satélite; c) demuestre que la energía total de un satélite es igual a: - Ec  (Datos: Rt = 6400 km ; g_o= 10 m/s²;  m satélite= 1500 kg).

P.2.- A un resorte (cuya longitud natural cuando está colgado de un punto fijo A es de 40 cm) se le pone una masa de 50 g unida a su extremo libre. Cuando esta masa se encuentra en la posición de equilibrio B la longitud del resorte es de 45 cm ; la masa se impulsa 6 cm hacia abajo y se suelta (punto C). Calcule:
a) la constante del resorte y el período de oscilación; b) la velocidad cuando ha alcanzado un punto 2 cm por encima de C; c) señale cuánto variaría el período de oscilación si se duplicase la amplitud.

(Dato: g_o= 10 m/s²)

Reacciones de reducción y oxidación

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Procesos redox:                                     

                                                          OPCIÓN A:  ELECTROQUÍMICA

1.       1.1. Indique, justicando la respuesta, lo que sucedería si se utilizase una cuchara de aluminio para agitar una disolución de nitrato de hierro (II) ¿y si se usase una cuchara de hierro para agitar una disolución de una sal de aluminio?   eº (Fe²⁺/ Fe)= -0,44 V ;  eº (Al³⁺/ Al)= -1,67 V
1.2. ¿Se desprendería hidrógeno al introducir aluminio en una disolución ácida?

2.       Para la siguiente pila: Cu(s)/ Cu²⁺(aq, 1M)// Ag⁺(aq, 1M)/ Ag(s)
2.1. Indique las reacciones que tienen lugar en sus electrodos.
2.2. Calcule la fem y señale las especies oxidante y reductora.
eº (Cu²⁺/ Cu)= +0,34 V ;  eº (Ag⁺/ Ag)= +0,80 V

3.       Se mezclan disoluciones de permanganato de potasio y sulfato de hierro (II) en presencia de ácido sulfúrico y se forma: sulfato de manganeso (II), sultato de hierro (III), sulfato de potasio y agua.
3.1. Escriba y ajuste la reacción por el método del ion-electrón.
3.2. Si 50 mL de una disolución de sulfato de hierro (II) 0,2 M necesitan 28 mL de otra disolución de permanganato de potasio para su oxidación, calcule la concentración molar de la disolución de permanganato.      qf.c 

4.       4.1. Determine la intensidad de corriente que se necesita para depositar en el cátodo de una cuba electrolítica 5 g de cobalto de una disolución de nitrato de cobalto (II) [bistrioxonitrato (V) de cobalto] en 30 min
4.2. Halle el número de átomos de cobalto depositados. 1 F= 96500 C ; N_A= 6,023·10²³

5.       5.1. Dispone en el laboratorio de tres disoluciones 1 M de Ag⁺, Zn²⁺y Cu²⁺; así como de tres láminas de dichos metales. Elija, de los propuestos, aquellos semipares que le proporcionen mayor fuerza electromotriz (voltios) en una celda galvánica. Indique cuál sería el valor de ésta y la reacción de oxidación-reducción que se produciría. eº (Cu²⁺/ Cu)= +0,34 V ;  eº (Ag⁺/ Ag)= +0,80 V ; eº (Zn²⁺/ Zn)= -0,76 V
5.2. Dibuje un esquema de dicha celda galvánica. 

                                                                              OPCIÓN B

1.       1.1. Dadas las moléculas: tetracloruro de carbono, amoníaco, agua, trifluoruro de boro y acetileno (etino), justifique razonadamente su geometría molecular.
1.2. Razone qué moléculas presentan momento dipolar nulo.         

2.       2.1. Formule los compuestos: 3-metil-2-butanona, ácido propenoico, 2-butanol y el 2,5-dimetil-3-hexeno.
2.2. Señale, razonadamente, los átomos de carbono asimétricos en esas moléculas así como los isómeros geométricos.

3.        A un vaso de precipitados que contiene 7,6 g de aluminio se le añaden 100 mL de ácido clorhídrico comercial del 36 % y densidad 1, 18 g/cm³  obteniéndose tricloruro de aluminio e hidrógeno.
3.1. Indique, después de realizar los cálculos, cuál es el reactivo limitante.
3.2. Calcule qué volumen de hidrógeno se obtiene si las condiciones del laboratorio son 25ºC y 760 mm Hg   (dato: 1 atm= 760 mm Hg)

4.       4.1. Para una disolución de ácido acético (etanoico) que está disociado en un 2,53 %  calcule el pH
4.2. Determine la concentración molar del ácido. Dato: Ka= 1,85·10^-5

5.       5.1. Describa el procedimiento para preparar en el laboratorio 200 mL de disolución de hidróxido de sodio 0,05 M a partir del producto puro.
5.2. ¿Cuántos moles y cuántos gramos de hidróxido de sodio existirán por litro de disolución?

Ondas y Óptica

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Movimiento Ondulatorio y Óptica:

                                             

                                               

                                  OPCIÓN A: VIBRACIONES Y ONDAS

C.1.- Las ondas electromagnéticas son: a) longitudinales y necesitan de soporte material para su propagación;  b) longitudinales y no necesitan de soporte material para su propagación; c) transversales y no necesitan de soporte material para su propagación.         

C.2.- Al pasar una onda por un orificio de tamaño similar a su longitud de onda tiene lugar el fenómeno de: a) refracción; b) onda estacionaria (interferencia); c) difracción.       qf.c
C.3.- ¿Cuál es la ecuación de una onda transversal plana de 10 cm de amplitud y 0,5 s de período que se desplaza a 340 m/s hacia la parte positiva del eje ox?: a) y= 0,1 sen (4p t + 3,696·10^-2x) m ;

b) y= 0,1 sen (4p t - 3,696·10^-2x) m ; c) y= 0,2 sen (4p t - 3,696·10^-2x) m

C.4.- En el estudio estático de un resorte se representan los puntos con las fuerzas aplicadas (F) frente a las elongaciones (x) dando una línea recta. En el estudio dinámico del mismo resorte se representan los cuadrados de los períodos (T² ) frente a las masas (m), obteniéndose también una recta. Señale si ambas rectas tienen la misma pendiente. Razone la respuesta.

P.1.- Un cuerpo unido a un resorte se separa 5 cm del equilibrio y se suelta. Comienza entonces a realizar un MAS y emplea 15 s en dar 10 oscilaciones completas. Escriba: a) la ecuación del movimiento; b) las energías cinética y potencial 1 s después de iniciarse el movimiento (m= 100 g); c) deduzca la expresión de la energía cinética en función de la elongación.

P.2.- La ecuación del movimiento de una onda transversal por una cuerda es: y= 0,25 sen (0,2x+ 0,05t) en unidades SI. Calcule: a) la velocidad de propagación de la onda por la cuerda; b) la velocidad de vibración del punto de la cuerda x= 2,5 cm en el instante t= 10 s; c) indica cómo variaría la velocidad máxima de vibración en función de X y t

                                           OPCIÓN B: ÓPTICA (LUZ) 

C.1.- Si un rayo de luz pasa entre dos medios cuyos índices de refracción son n_A  y  n_B ; para que se produzca la reflexión total se ha de cumplir que: a) n_A  >  n_B   y   i = L ; b) n_A  >  n_B  y   i > L ;

c) n_A  <  n_B  y   i < L ; i (ángulo de incidencia), L(ángulo límite).

C.2.- Un objeto se encuentra colocado entre el foco y el centro de curvatura de un espejo cóncavo, la imagen será: a) derecha, mayor y virtual; b) invertida, mayor y real; c) invertida, menor y real.           
C.3.- Un miope, para corregir su visión, usará lentes: a) convergentes, para obtener imágenes derechas, mayores y virtuales; b) divergentes, que siempre dan imágenes derechas, menores y virtuales;

c) divergentes, cuando se producen imágenes derechas, mayores y reales.

C.4.- Con una lente convergente dibuje la marcha de los rayos y señale el tipo de imagen en cada uno de los casos: a) si la distancia objeto (s) es mayor que el doble de la focal (s> 2f), b) si la distancia objeto es igual a la focal (s= f).

P.1.- Un objeto de 5 cm de altura se encuentra a 10 cm de un espejo cóncavo cuyo radio de curvatura es 30 cm; calcule: a) la posición de la imagen obtenida; b) el tamaño de dicha imagen (realice gráficamente la imagen que nos proporciona el espejo y define sus características); c) señale la posición de un objeto (s), respecto a un espejo, para que la imagen sea mayor e invertida.

P.2.- Disponemos de una lente convergente y de una pantalla que dista 10 m de ella. Sobre la pantalla se desea proyectar la imagen de un objeto de modo que resulte un aumento igual a cuatro, determine: a) a qué distancia de la lente se debe colocar el objeto; b) distancia focal de la lente; c) realice también el diagrama de rayos correspondiente.