física Número de convocatoria del alumno Nivel medio Prueba 3 PAST PAPERS...Esta pregunta trata...

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N13/4/PHYSI/SP3/SPA/TZ0/XX

Jueves 7 de noviembre de 2013 (tarde)

físicaNivel medioPrueba 3

INSTruccIoNeS PArA loS AlumNoS

• escriba su número de convocatoria en las casillas de arriba.• No abra esta prueba hasta que se lo autoricen.• conteste todas las preguntas de dos de las opciones.• escriba sus respuestas en las casillas provistas.• en esta prueba es necesario usar una calculadora.• Se necesita una copia sin anotaciones del Cuadernillo de datos de Física para esta prueba.• la puntuación máxima para esta prueba de examen es [40 puntos].

opción Preguntas

opción A — Visión y fenómenos ondulatorios 1 – 3

opción B — Física cuántica y física nuclear 4 – 5

opción c — Tecnología digital 6 – 8

opción D — relatividad y física de partículas 9 – 10

opción e — Astrofísica 11 – 12

opción F — comunicaciones 13 – 14

opción G — ondas electromagnéticas 15 – 16

1 hora

© International Baccalaureate organization 2013

código del examen

8 8 1 3 – 6 5 3 0

Número de convocatoria del alumno

0 0

36EP01

88136530

–2– N13/4/PHYSI/SP3/SPA/TZ0/XX

36EP02

Opción A — Visión y fenómenos ondulatorios

1. Estapreguntatratasobrelaacomodacióndelojo.

(a) Haciendoreferenciaaltérminoacomodación,indiquequéseentiendeporpuntopróximoyporpuntoremotodelojo. [3]

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(b) Expliquecómoacomodaelojolosobjetossituadosen

(i) elpuntopróximo. [2]

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(ii) elpuntoremoto. [1]

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(La opción A continúa en la página siguiente)

–3–

Véase al dorso


36EP03

(Opción A: continuación)

2. EstapreguntatratasobreelefectoDoppler.

(a) DescribaqueseentiendeporefectoDopplerreferidoalsonido. [2]

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(b) Una ambulancia está moviéndose con una rapidez de 28,0ms–1 a lo largo de unacarretera rectilínea. Su sirena emite un sonido continuo de frecuencia 520Hz.Laambulanciaestáaproximándoseaunobservadorestacionario. Elobservadormidelafrecuenciadelanotacomo566Hz.Determinelarapidezdelsonido. [3]

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36EP04

(Opción A: continuación)

3. Estapreguntatratasobrelaresolución.

(a) DosfuentespuntualesS1yS2emitenluzmonocromáticadelamismalongituddeonda.LaluzincidesobreunapequeñaaberturaAyacontinuaciónseenfocasobreunapantalla.

S1

S2

A

d

pantalla

LasimágenesdelasdosfuentessobrelapantallaestánapenasresueltassegúnelcriteriodeRayleigh.Utilizandolosejesdemásabajo,esquematicecómolaintensidadrelativaIdelaluzsobrelapantallavaríaconladistanciadalolargodelapantalla. [3]

I

0 d


–5–

Véase al dorso


36EP05

(Opción A, pregunta 3: continuación)

(b) Uncocheestáviajandopor lanochea lo largodeunacarretera recta. Dianecaminahaciaelcoche.Ellavelosfarosdelcochecomounaúnicaluz.Utilizandolosdatosdemásabajo,estimelaseparacióndentreDianeyelcochealaque,segúnelcriteriodeRayleigh,Dianeserácapazdeverlosfarosjustamentecomodosfuentesseparadas.

Distanciaentrelosfaros =1,4m Longituddeondamediadelaluzemitidaporlosfaros=500nm DiámetrodelaspupilasdelosojosdeDiane =1,9mm

[3]

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(c) La luzde los farosdel cochede (b) no está polarizada. Indiquequé se entiendeporluzpolarizada. [1]

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(d) La luz de los faros del cochede (b) se refleja en la superficie de un charcode agua.Calculeelánguloconlasuperficiealcuallaluzestarácompletamentepolarizadadespuésdereflejarseenlasuperficie.Elíndicederefraccióndelaguaes1,3. [2]

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Fin de la opción A


36EP06

Opción B — Física cuántica y física nuclear

4. Estapreguntatratasobreelefectofotoeléctrico.

(a) Sehace incidir luzmonocromáticadediferentes frecuencias sobre la superficiedeunmetalsituadaenelvacío.Alaumentarlafrecuenciasealcanzaunvalorparaelqueseemitenelectronesdesde lasuperficie. Pordebajodeesa frecuencia,ysin importar lointensaquesealaluz,noseemitenelectrones.Resumacómo

(i) lateoríaondulatoriadelaluzesincapazdeexplicaresasobservaciones. [3]

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(ii) el modelo de Einstein del efecto fotoeléctrico es capaz de explicar esasobservaciones. [3]

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(La opción B continúa en la página siguiente)

–7–

Véase al dorso


36EP07

(Opción B, pregunta 4: continuación)

(b) LagráficamuestracómolaenergíacinéticamáximaEKdeloselectronesemitidosen(a)varíaconlafrecuenciafdelaluzincidente.

EK/eV

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0,0 5,5 6,0 6,5 7,0

f/×1014Hz

Utilicelagráficaparadeterminar

(i) laconstantedePlanck. [3]

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(ii) lafuncióntrabajodelmetal. [2]

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36EP08

(Opción B, pregunta 4: continuación)

(c) Demuestre que los electrones de energía 0,50eV tienen una longitud de onda deDeBrogliedeaproximadamente1,7×10–9m. [3]

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–9–

Véase al dorso


36EP09

(Opción B: continuación)

5. Estapreguntatratasobreladesintegraciónradiactiva.

(a) El potasio-40 (K-40) es un isótopo radiactivo que se encuentra de manera naturalen diferentes tipos de rocas. Un pequeñísimo porcentaje del isótopo experimentadesintegraciónβ+paraformarunisótopodelargón(Ar).Construyaycompletelaecuacióndelareacciónnuclearparaéstadesintegración. [2]

........................40 0

19 1..........K Ar +→ + β +

(b) Engeneral,alrededordel10%deunamuestradeK-40sedesintegraenargón.Enunamuestraconcretaderocaseencuentraquehay1,6×1022átomosdeK-40y8,4×1021átomosdeargón.LasemividadelK-40esde1,2×109años.Estimeeltiempotranscurridodesdequeseformólamuestraderoca. [4]

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Fin de la opción B


36EP10

Opción C — Tecnología digital

6. Estapreguntatratasobrefotografíasdigitalizadas.

(a) Resumacómolosfotonesqueincidensobreunpíxeldeundispositivoacopladoporcarga(CCD)producenunaseñaldevoltaje. [3]

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(b) Un estudiante quiere almacenar en un lápiz dememoria fotografías tomadas con unacámaradigital. Elsensorde lacámaraconstadeunaagrupaciónde5200píxelespor3500 píxeles. Cada píxel proporciona 3 bytes de información. El lápiz dememoriapuedealmacenar1,6×1010bytesdedatos.Determineelnúmerodefotografíasquepuedealmacenarelestudianteenellápizdememoria. [3]

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(La opción C continúa en la página siguiente)

–11–

Véase al dorso


36EP11

(Opción C, pregunta 6: continuación)

(c) El estudiante podría también almacenar fotografías digitalizadas sobre un discocompacto(CD).

(i) Haciendo referencia a la interferencia de la luz, resuma cómo se recuperalainformacióndeunCD. [3]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(ii) IndiqueunarazónporlaqueelestudiantepuedepreferiralmacenarlasfotografíasenunlápizdememoriaoenunCD,envezdecómofotografíasimpresas. [1]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .



36EP12

(Opción C: continuación)

7. EstapreguntatratasobreeldisparadordeSchmitt.

EldiagramamuestraelcircuitodeundisparadordeSchmitt.

R2

R1 X VEN VSAL

Losvoltajessuministradosalamplificadoroperacionalson+15Vy–15V.LosresistorestienenvaloresdeR1=47kΩyR2=420kΩ.

(a) Haciendo referencia a los voltajes VEN y VSAL y al voltaje en X, explique elfuncionamientodeestecircuito. [4]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(b) Determinelosvoltajesdeconmutaciónparaestecircuito. [3]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


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Véase al dorso


36EP13

(Opción C: continuación)

8. Estapreguntatratasobrelosteléfonosmóviles.

Un pasajero en un tren utiliza un teléfono móvil para hablar con un amigo. Durante laconversación,elteléfonosemueveentrevariascélulasdelaredtelefónica.Lacomunicaciónno se interrumpe. Haciendo referencia a la comunicación celular y a las estaciones base,resumacómoesposiblelograrlo. [3]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Fin de la opción C


36EP14

Noescribaenestapágina.

Lasrespuestasqueseescribanenestapáginanoseráncorregidas.

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Véase al dorso


36EP15

Opción D — Relatividad y física de partículas

9. Estapreguntatratasobreladilatacióndeltiempo.

(a) DosestacionesespacialesXeYseencuentranenreposorelativounarespectodelaotra.LaseparaciónentreXeYmedidaensusistemadereferenciaes1,80×1011m.

X Y

1,80×1011m

Indiquequéseentiendeporsistemadereferencia. [1]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(La opción D continúa en la página siguiente)


36EP16

(Opción D, pregunta 9: continuación)

(b) Seenvíaunaseñalderadioaambasestacionesespacialesde(a)desdeelpuntomedioentre ellas. Al recibir la señal, un reloj en X y otro enY se ponenmarcando cero.UnanaveespacialSviajaentreXeYconunarapidezde0,750c,talycomolamidenXeY.EnelsistemadereferenciadeS,laestaciónXpasafrenteaSenelinstanteenqueelrelojdeXmarcacero.UnrelojdeSseponetambiénaceroeneseinstante.

(i) CalculeelintervalodetiempoquetardaSenviajardeXaY,medidoporelrelojdeX. [2]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(ii) CalculeelintervalodetiempoquetardaSenviajardeXaY,medidoporelrelojdeS. [2]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(iii) ExpliquesieselrelojdeXoeldeSelquemideeltiempopropio. [2]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


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Véase al dorso


36EP17


(iv) Expliqueporqué,segúnS,lapuestaacerodelrelojdeXylapuestaacerodelrelojdeYnosucedensimultáneamente. [3]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .



36EP18

(Opción D: continuación)

10. Estapreguntatratasobrelaspartículas.

(a) Lapartícula +Σ puededesintegrarseenunapartícula 0π yenotrapartículaY,talycomomuestraeldiagramadeFeynman.

+Σ

s

X

u u

u

d

u u

u

0π

Y

(i) IdentifiquelapartículadeintercambioX. [1]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(ii) IdentifiquelapartículaY. [1]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(iii) Resumalanaturalezadel 0π . [2]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


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Véase al dorso


36EP19


(b) LapartículadeintercambioXde(a)tieneunalcancede1,2fm.DeterminelamasadeX,enMeVc– 2. [2]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(c) Lapartícula 0π puededesintegrarseconlaemisióndedosrayosgamma,cadaunodeloscualespuede,posteriormente,producirunelectrónyunpositrón.

(i) Indiqueelprocesoporelcualseproducenelelectrónyelpositrón. [1]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(ii) EsquematiceeldiagramadeFeynmanparaelprocesode(c)(i). [2]



36EP20


(d) Discutasiseconservalaextrañezaenladesintegracióndelapartícula +Σ de(a). [1]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Fin de la opción D

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Véase al dorso


36EP21

Opción E — Astrofísica

11. EstapreguntatratasobreestrellasdelaconstelaciónCanisMinor.

(a) Un astrónomo situado en el hemisferio norte de laTierra observa cómoCanisMinorasciende por el horizonte este y posteriormente se pone por el oeste. Explique elmovimientodeCanisMinortalycomoloobservaelastrónomo. [2]

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(b) Definamagnitud absoluta. [2]

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(La opción E continúa en la página siguiente)


36EP22

(Opción E, pregunta 11: continuación)

(c) La estrella de Luyten y Gomeisa son dos estrellas vinculadas a la constelaciónCanisMinor.LatabladadatosdeesasestrellasydelSol.

Magnitud aparente

Magnitud absoluta

Temperatura superficial / K

EstrelladeLuyten +9,9 +11,9 3100

Gomeisa +2,9 –0,7 11000

Sol –26,7 +4,8 5800

(i) Haciendoreferenciaalosdatosdemagnituddelatabla,expliqueporquéesposibleutilizarlatécnicadelaparalajeestelarparadeterminarladistanciadelaestrelladeLuytenalaTierra. [3]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(ii) Indique,enparsecs,elrangodedistanciaenelqueesposibleusarlatécnicadelaparalajeespectroscópicaparamedirdistanciasdegalaxias. [1]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


–23–

Véase al dorso


36EP23


(d) (i) Utilizando los datos de (c), calcule la distancia, en parsec, desde la TierrahastaGomeisa. [3]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(ii) GomeisatieneunradioqueescuatroveceseldelSol.Utilicelosdatosde(c)parademostrarqueelcociente

luminosidaddeGomeisaluminosidaddelSol

es,aproximadamente,200. [3]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .



36EP24


(e) Gomeisa,laestrelladeLuytenyelSolsonestrellasdelasecuenciaprincipal.SobrelacuadrículadeldiagramadeHertzsprung–Russell(HR),identifiquelaposiciónde

(i) Gomeisa,conlaletraG. [1]

(ii) laestrelladeLuyten,conlaletraL. [1]

luminosidadrelativa

106

104

102

1

10– 2

10– 4

10– 6

Sol

40000 10000 6000 4000 3000temperaturasuperficial/K


–25–

Véase al dorso


36EP25

(Opción E: continuación)

12. Estapreguntatratasobreelmodelonewtonianodeluniverso.

Newtonadoptóunmodelodeuniversoqueesestáticoeinfinito.

(a) IndiquelaotrasuposiciónquehizoNewtonsobreeluniverso. [1]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(b) Haciendoreferenciaaldesplazamientohaciaelrojo,expliqueporquénosecreequeeluniversoseaestático. [3]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Fin de la opción E


36EP26

Opción F — Comunicaciones

13. Estapreguntatratasobrelamodulacióndefrecuencia.

(a) Indiquequéseentiendepormodulación. [2]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(b) Una onda portadora sinusoidal está modulada en frecuencia por una onda de señal,enunradiotransmisor.Latablanosdainformaciónsobrelasdosondas.

Frecuencia de la onda / Hz Amplitud de onda / V

Ondaportadora 9,4×107 9,0

Ondadeseñal 6,0×103 1,5

Lafrecuenciadelaondaportadoracambia12kHzcuandolaamplituddelaondadeseñalcambiaen1,0V.

(La opción F continúa en la página siguiente)

–27–

Véase al dorso


36EP27

(Opción F, pregunta 13: continuación)

Paralaondaportadoramodulada,

(i) indiquecómovaríalaamplitudconeltiempo. [1]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(ii) determinecómovaríalafrecuenciaconeltiempo. [3]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(c) Calculeelanchodebandadelaseñaltransmitidaen(b). [1]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .



36EP28

(Opción F: continuación)

14. Estapreguntatratasobrelatransmisióndeseñales.

(a) Unúnicopulsodigitalse transmitea lo largodeunafibraóptica. Lagráficamuestrala variación con el tiempo de la potencia de entrada a la fibra óptica y también lacorrespondientepotenciadesalida,cuandoelpulsohaalcanzadoelfinaldelafibra.

potenciapotenciadeentrada

potenciadesalida

tiempo

(i) Haciendoreferenciaalosefectosqueocurrenenlafibra,sugieraporquéelpulsodesalidatieneunaduraciónmáslargaqueelpulsodeentrada. [3]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(ii) Indiqueporquéelaumentoenladuracióndelpulsodesalidaestableceunlímitesobreelritmoalcuallafibraópticapuedetransmitirpulsos. [1]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


–29–

Véase al dorso


36EP29


(iii) Resumaporquélagráficaindicaqueelpulsoseatenúaamedidaqueviajaalolargodelafibra. [2]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(b) Los canalesde comunicaciónporfibraópticautilizan amenudo lamultiplexaciónpordivisión de tiempo. Resuma por qué lamultiplexación por división de tiempo puedeutilizarseparahacermásrentableelcanal. [3]

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36EP30


(c) Las fibras ópticas y los satélites se utilizan como canales de comunicación entrecontinentes.

(i) Indiqueuncanaldecomunicaciónadicionalquepuedautilizarseparaesepropósito. [1]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(ii) Indique una ventaja del canal que haya elegido en (c)(i) sobre un canal queinvolucresatélitesdecomunicaciones. [1]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(iii) Sugiera dos ventajas de comunicación utilizando un satélite en órbita polar,encomparaciónconlautilizacióndeunsatélitegeoestacionario. [2]

1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Fin de la opción F

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Véase al dorso


36EP31

Opción G — Ondas electromagnéticas

15. Estapreguntatratasobreunmicroscopioóptico.

Unmicroscopio compuesto, con ajuste normal, consta de dos lentes, una lente objetivo dedistanciafocalfoyunalenteoculardedistanciafocalfe.EldiagramamuestralaposicióndelaimagenintermediaIformadaporlalenteobjetivodelmicroscopio.

lenteobjetivo

fo fo

lenteocular

fe fe I

O

(a) Construyasobreeldiagramalosrayosquemuestrencómoseformalaimagenfinal. [2]

(La opción G continúa en la página siguiente)


36EP32

(Opción G, pregunta 15: continuación)

(b) Laimagenintermediaseformaa14,8cmdelalenteobjetivo.Ladistanciaentrelaslentesesde18,1cm.Ladistanciafocaldelalenteoculares3,8cm.

(i) Determineladistanciadelaimagenfinalalalenteocular. [3]

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(ii) La amplificación angular de la lente objetivo es×6. Calcule la amplificaciónangulardelmicroscopio. [2]

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(c) Resumacómopuedenreducirselosefectosdelaaberracióncromáticaeneloculardelmicroscopio,iluminandolosobjetosconluzquetengaunestrechorangodelongitudesdeonda. [2]

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Véase al dorso


36EP33

(Opción G: continuación)

16. Estapreguntatratasobrelasondas.

(a) Indiqueelprincipiodesuperposición. [2]

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36EP34


(b) Eldiagramamuestraelplanodeunpuertoconunabarreraflotantequetienedosaberturasdeigualanchura.

barrera X

marabierto aberturas O

ondasplanas Y (noaescala)

Ondasplanasdeaguaprocedentesdelmarabiertoincidensobrelabarrera,ylasaberturasactúancomofuentespuntualesdeondas.LadistanciadesdelasaberturashastaXOYesmuchomayorquelalongituddeondadelasondas.ElpuntoOequidistadelasaberturas.

LagráficamuestralavariacióndelvalordelaamplituddeondaqueseobservaalolargodelalíneaXOY.

amplituddeonda/unidadesrelativas

A

X O Y


–35–

Véase al dorso


36EP35


(i) Indique por qué los dos conjuntos de ondas que emergen de las aberturas soncoherentes. [1]

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(ii) Explique cómo surge la perturbación en el puntoA. Se puede dibujar sobre eldiagramadel puertoparaaclararlarespuesta. [3]

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(iii) Seduplicalalongituddeondadelasondas.Indiqueyexpliqueelefectoqueestecambiotendrásobrelagráfica. [3]

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36EP36


(c) Elpuertode(b)semodificaparatenermuchasaberturasmasestrechas.Laanchuratotaldelasaberturaspermaneceigual.ResumadosmodosenquelavariaciónenlaamplituddeondaalolargodeXY,cambiarespectoaloquemuestralagráficade(b). [2]

1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Fin de la opción G

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