88086529 - ibrepository.com PAST PAPERS - YEAR/2008 November... · examen los números de las preguntas que ha contestado. 1 hora 15 minutos ... La parte 1 trata sobre movimiento

8808-6529 28 páginas

N08/4/PHYSI/SP2/SPA/TZ0/XX+

Martes 4 de noviembre de 2008 (tarde)

físicaNivel medioPrueba 2

INSTruccIoNeS PArA loS AluMNoS

• escriba su número de convocatoria en las casillas de arriba.• No abra esta prueba hasta que se lo autoricen.• Sección A: conteste toda la sección A en los espacios provistos.• Sección B: conteste una pregunta de la sección B en los espacios provistos.• cuando termine el examen, indique en las casillas correspondientes de la portada de su

examen los números de las preguntas que ha contestado.

1 hora 15 minutos

Número de convocatoria del alumno

0 0

© International Baccalaureate organization 2008

0128

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–2– N08/4/PHYSI/SP2/SPA/TZ0/XX+

SeccIÓn a

Conteste todas las preguntas utilizando los espacios provistos.

a1. Estapreguntatratasobrelarelaciónmasa-radioparaunciertotipodeestrellas.

SehamedidoelradioRylamasaMdediezestrellasdiferentesylosresultadossemuestranrepresentadosmásabajo.

R/R S2,00

1,75

1,50

1,25

1,00

0,75

0,50

0,25

0,0 0,0 0,4 0,8 1,2 1,6 2,0

M/MS

(Esta pregunta continúa en la siguiente página)

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Véase al dorso


(Pregunta A1: continuación)

LosradiosseexpresanentérminosdelradiodelSolR SylasmasasentérminosdelamasadelSolMS.

Laincertidumbreenlasmedidasdelasmasasesdespreciable.Laincertidumbreenlasmedidasdelosradioses±0 05, RSR S.

(a) Dibujelasbarrasdeerrorparaelprimeroyelúltimodelospuntos. [1]

(b) Utilizandosurespuestaa (a),

(i) sugieraporquédebehaberunarelaciónlinealentreRyMparaesasestrellas.

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[2]

(ii) determinelaecuacióndedicharelaciónlineal.

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(iii) estimeelmáximovalorparalamasadeestetipodeestrellas.

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[1]

(c) Sugieraporquéningunaestrelladeestetipopuede,dehecho,tenerunamasaigualaladesurespuestaa(b)(iii).

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[1]


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(d) Datos adicionalesmuestran que la relación de hecho entreR yM es no lineal, comosugiereelgráficosiguiente.

R/R S2,00

1,75

1,50

1,25

1,00

0,75

0,50

0,25

0,0 0,0 0,4 0,8 1,2 1,6 2,0

M/MS

Nosemuestranlasincertidumbresdelosdatos.


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Véase al dorso



(i) Dibujelalíneademejorajusteparalosdatos. [1]

(ii) Losnuevosdatossugierenqueelvalormáximodelamasaparaestetipodeestrellasesdiferentealdesurespuestaa(b)(iii).Estimeestenuevovalor.

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[1]

(iii) Sugieraporquésurespuestaa(d)(ii)essólounaestimación.

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a2. Estapreguntatratasobregasesideales.

(a) Indiquequéseentiendeporgasideal.

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(b) Paraungasideal

(i) definaenergía interna.

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(ii) indique y explique cómo se relacionan la energía interna y la temperaturaabsoluta(kelvin).

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Véase al dorso



(c) Eneldiagramap-Vdemásabajo,elpuntoArepresentaelestadodeungasideal.

p/×105Pa 8

6

4

2

0

A

0 4 8 12 16 20 24 28 32 36V/×10–3m3

El gas se expansiona a temperatura constante desde el estadoA hasta el estado B.ElvolumendelgasenelestadoBes24×10–3m3.

(i) CalculelapresióndelgasenelestadoB.

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(ii) Sobrelosejesanteriores,rotuleconlaletraBelnuevoestadodelgas. [1]

(iii) DibujeunalíneaquemuestrelavariacióndelapresiónpdelgasconelvolumenV,cuandoelgasseexpansionadesdeelestadoAalestadoB. [1]

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a3. Estapreguntatratasobreelmomentolineal.

En el espacio sideral, un cohete alejado de cualquier otra masa se utiliza para propulsarunsatélite.Ent = 0,seponenenfuncionamientolosmotoresylosgasesabandonanlapartetraseradelcoheteconunarapidezv = 7,2×103ms–1relativaalcohete. Losgasesseexpulsanaun ritmoconstantede1,4kgs–1. Lamasadel cohete (incluyendoel combustible) en t = 0es280kg.

v

satélite

combustible

cohete

(a) UtilizandolasleyesdelmovimientodeNewton,expliqueporquéelcoheteacelerará.

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(b) Resuma cómo se aplica la ley de conservación del momento lineal al movimientodelcohete.

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(c) Estimelarapidezdelcoheteenelinstantet = 1,0s.

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Véase al dorso


Páginaenblanco

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SeccIÓn b

Esta sección consta de tres preguntas: B1, B2 y B3. Conteste una pregunta.

b1. Estapreguntatienedospartes.Laparte 1tratasobremovimientoondulatorio.Laparte 2tratasobremecánica.

Parte 1 Movimientoondulatorio

(a) Unaondaestáviajandosobreunacuerda,enladirecciónx.Losdosgráficosmuestranlavariacióndeldesplazamientoydelacuerdaconladistanciax.Elgráfico1correspondealinstante t =0yelgráfico2alinstante t =0,20s.

Gráfico 1 (t = 0) direcciónysentidodelmovimientoy/mm 1,5

1,0

0,5

0,0

–0,5

–1,0

–1,5

0 2 4 6 8 10 x/cm

Gráfico 2 (t =0,20s) direcciónysentidodelmovimientoy/mm 1,5

1,0

0,5

0,0

–0,5

–1,0

–1,5

0 2 4 6 8 10 x/cm


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Véase al dorso


(Pregunta B1: parte 1: continuación)

Elperiododelaondaessuperiora0,20s.

Utilicelosgráficosparadeterminar,paraestaonda,

(i) laamplitud.

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[1]

(ii) lalongituddeonda.

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[1]

(iii) larapidez.

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(iv) lafrecuencia.

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(b) Indiquedosdiferenciasentreunaondaviajerayunaondaestacionaria.

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(c) Expliquequésignificavelocidaddeondaenrelacióna

(i) ondasviajeras.

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(ii) ondasestacionarias.

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(d) Semantienenfijoslosextremosdeunacuerdayseestableceenellaunaondaestacionaria,comoserepresentaeneldiagramasiguiente.

Laondaestacionariaoriginaunaondadesonido.

(i) Expliquecómolaondaestacionariacreaunaondasonora.

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(ii) La rapidezdel sonidoenelaireesde340ms–1. La longitudde lacuerdaesde0,80mylarapidezdelaondaenlacuerdaesde240ms–1.

Calculelalongituddeondadelsonidoenelaire.

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Véase al dorso


(Pregunta B1: continuación)

Parte 2 Mecánica

(a) Definapotencia.

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[1]

(b) Uncocheseestámoviendosobreunacarreterahorizontalyrectilínea.Cuandolarapidezdelcocheesv,lapotenciadesarrolladaporelmotordelcocheesP.LafuerzaejercidaporelmotorsobreelcocheesF.

DeduzcaqueP = Fv.

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(c) Uncochedemasa 1200kg partedelreposoysemuevesobreunacarreterahorizontalyrectilínea.Elmotordelcochedesarrollaunapotenciaconstantede 54kW.Todalaenergíageneradaenelmotorseempleaenaumentarlaenergíacinéticadelcoche.

Calculeparaelcoche,enelinstantet = 5,0s

(i) larapidezinstantánea.

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(ii) laaceleracióninstantánea.

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(d) Sobrelosejesdemásabajo,dibujeunesquemagráficoquemuestrelavariaciónconeltiempo t,delaenergíacinéticaECdelcochede(c).(Setratadeunesquemagráficoynoesnecesarioañadirescalasenlosejes.) [2]

EC

0 0 t

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Véase al dorso


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b2. Esta pregunta tiene dos partes. La parte 1 trata de mecánica. La parte 2 trata deradiactividad.

Parte 1 Mecánica

(a) Unachicacae,partiendodelreposo,sobrelasuperficiehorizontaldeunacamaelástica.

Elgráficosiguientemuestralavariaciónconeltiempot,delafuerzanetaFejercidasobrelachicaantes,duranteydespuésdeentrarencontactoconlacamaelástica.

F/N 1500

1250

1000

750

500

250

0

–250

–500C

D0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 t/s

LachicaentraporprimeravezencontactoconlacamaelásticaenelpuntoC.

Utilicelosdatosdelgráficoparacalcular

(i) lamasadelachica.

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(ii) larapidezdelachicajustamenteantesdequecaigaenlacamaelástica.

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Véase al dorso



(iii) laalturainicialsobrelasuperficiedelacamaelásticadesdelaquecaelachica.

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(iv) elmódulodelaaceleraciónmáximadelachicaduranteeltiempoenqueestáencontactoconlacamaelástica.

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(b) LachicaalcanzasumáximarapidezenelpuntoD,comosemuestraenelgráfico.

ParaelintervalodetiempoentrelospuntosCyD

(i) expliqueporquélarapidezdelachicaestáaumentando.

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(ii) deduzca que el cambio en el momento lineal de la chica es aproximadamentede5Ns.

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(iii) estimelarapidezmáximadelachica.

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Véase al dorso



Parte 2 Radiactividad

(a) En laatmósfera seestánproduciendocontinuamentenúcleosdel isótopodelcarbono,C-14,debidoaloschoquesdeneutronesconnúcleosdenitrógenoN-14.

(i) Definaeltérminoisótopo.

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(ii) Indique la ecuación de la reacción nuclear para producir un núcleo de C-14(númerodeprotones(atómico)delcarbono= 6, númerodeprotones(atómico)delnitrógeno=7).

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(b) Enunanimalvivo,elcocienteF = númerodenúcleosde Cnúmerodenúcleosde C

614

612 esconstante,debidoala

reposicióndecarbonoenloshuesos.

Elgráficomuestralavariaciónconeltiempot(desdelamuerte)delcocienteFenloshuesosdeunanimalmuerto.

F/×10–12 1,4

1,2

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

0,00 2 4 6 8 10 12 14

t/×103años

Explique por qué el cociente F no permanece constante en los huesos de unanimalmuerto.

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Véase al dorso



(c) Utiliceelgráficode(b)paradeterminar

(i) elvalordelcocienteFparaloshuesosdeunanimalmientrasestávivo.

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(ii) lasemividadelcarbonoC-14.

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(d) EstimelaedaddeunhuesoparaelcualF = 6,0×10–13.

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(e) SugieraporquéungráficodeFfrenteatnoesapropiadoparadeterminarlaedaddeunhuesodedinosaurio.

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Véase al dorso


b3. Estapregunta tienedospartes. Laparte 1 tratasobrecalorimetría. Laparte 2 tratasobreelectricidadymagnetismo.

Parte 1 Calorimetría

(a) Definacapacidad caloríficadeuncuerpo.

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(b) Eldiagramasiguientemuestraunexperimentoparamedirlacapacidadcaloríficadeunbloquedecobre.

termómetro

aguahirviendo

cuerda

bloquedecobre

mecheroBunsen calorímetroyagua

Enprimer lugar,elbloquedecobrese introduceenunrecipienteconaguahirviendo.A continuación, el bloque se traslada a un calorímetro aislado que contiene agua.Sedisponedelossiguientesdatos.

Temperaturadelaguahirviendo 100 °CTemperaturainicialdelaguadelcalorímetro 22 °CTemperaturafinaldelaguadelcalorímetro 28 °CCapacidadcaloríficadelcalorímetroyelagua 950JK–1

Determine

(i) laenergíatérmicatotalabsorbidaporelcalorímetroyelagua.

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(ii) lacapacidadcaloríficadelbloquedecobre.

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Véase al dorso



(c) Indiqueunamediciónadicionalquetengaquehacerseparadeterminarelcalorespecíficodelcobre.

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(d) Indiquedosfuentesdeerrorenesteexperimento.

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Parte 2 Electricidadymagnetismo

Electricidad

(a) Definafuerza electromotriz(f.e.m.).

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(b) En el circuito siguiente, la batería tiene una f.e.m. de 12V y una resistencia internade5,0Ω.

f.e.m.=12V

60Ω 30Ω X

30Ω 60Ω

Y

Calcule

(i) laresistenciatotaldelcircuito.

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(ii) lacorrienteenlaresistenciainterna.

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Véase al dorso



(iii) lapotenciatotaldisipadaenelcircuito.

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(iv) ladiferenciadepotencialentrelospuntosXeY.

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(c) Se conecta un voltímetro real (es decir, no-ideal) entre los puntos X e Y en elcircuito de (b). Explique por qué la lectura del voltímetro no será lamisma que surespuestaa(b)(iv).

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Magnetismo

(d) Unavarillaporlaquecirculaunacorrientesemantienehorizontalmenteentrelospolosdeunimánpormediodeunafuerzamagnética.

imán

corriente

imán

(i) Sobreeldiagramaanterior,rotuleconlaletraNelpolonortedelimán.Expliquesuelección.

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(ii) Elpesodelavarillaesde4,0Nysulongitudes0,80m.Elmodulodelaintensidaddecampomagnéticoes0,20T.Determinelacorrienteenlavarilla.

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(iii) EldiagramasiguientemuestradospuntosXeYqueestánaigualdistanciadelavarillaquetransportalacorrienteen(d).

puntoX

corrientehaciaelplanodelapágina

puntoY

Indique y explique en cuál de los puntos (X oY) es mayor la intensidad delcampomagnético.

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