Cuadernillo física y química septiembre 2014.15

Física y Química 4º ESO Curso 2014/15
ACTIVIDADES PARA RECUPERAR LA ASIGNATURA EN SEPTIEMBRE
Es necesario que entregues este cuadernillo el día del examen de septiembre, se tendrá en
cuenta para la nota final y servirá de guía para el examen de Septiembre
Tendrás que entregarlo en hoja aparte, no olvides poner tu nombre y curso.
RECUERDA QUE SI NO HAS APROBADO LA FORMULACIÓN, TAMBIÉN TENDRÁS QUE
EXAMINARTE.
Ejercicios
1.- El movimiento de un objeto viene descrito por la ecuación x = 30 + 5 ∙ t, en unidades del S.I.
a) ¿Qué tipo de movimiento es?
b) Indica la posición inicial y la velocidad.
c) Calcula el tiempo empleado en recorrer 50 m.
d) Representa la gráfica x-t.
2.- Dos ciclistas, A y B, están situados en dos poblaciones unidas por una carretera recta de 25
km de longitud. En un instante dado, salen uno al encuentro del otro, moviéndose con
velocidad constante. El ciclista A lleva una velocidad de 36 km/h y el ciclista B de 15 km/h.
a) Escribe las ecuaciones de la posición respecto al tiempo para ambos ciclistas.
b) Calcula en qué punto de la carretera se encuentran y al cabo de qué tiempo ocurre.
c) Representa en la misma gráfica las ecuaciones de la posición de ambos ciclistas.
3.- Un automóvil circula a una velocidad de 100 km/h. En ese momento, el conductor acciona
los frenos y consigue detenerlo en 15 s. Calcula:
a) El valor de la aceleración de frenado.
b) El espacio que recorre hasta detenerse.
4.- El tambor de una lavadora de 25 cm de radio gira con una velocidad constante dando 200
vueltas en el programa corto (30 min). Calcula:
a) La frecuencia, el período, la velocidad angular y lineal y la aceleración del tambor.
b) ¿Qué velocidad lineal lleva una prenda que está justo en el centro del tambor?
5.- La figura muestra la gráfica v-t que describe el movimiento de un cuerpo, que es rectilíneo
sin cambio de sentido. Determina, para cada uno de los tramos, el tipo de movimiento que
lleva, la aceleración y el espacio recorrido.
6.- Un niño deja caer desde un acantilado de 12 m una pelota de tenis y otro, un balón
medicinal de 10 kg. ¿Cuánto tiempo tardan en caer al suelo? ¿Con qué velocidad lo hacen?
7.- Se quiere levantar un bloque de 120 kg con una palanca de 3 m de longitud. Se sitúa el
punto de apoyo a una distancia de 80 cm del bloque. Calcula qué fuerza es necesario aplicar
(exprésala en Newtons)
8.- Halla la resultante y el punto de aplicación de dos fuerzas paralelas del mismo sentido de 40
N y 80 N aplicadas en los extremos de una barra de 45 cm.
9.- Una fuerza de 200 N forma un ángulo de 30º con la horizontal. Dibuja y calcula sus
componentes rectangulares.
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10.- .Cuantas vueltas dará el plato de un microondas en un minuto si gira a 3,5 rad/s?
11.- Una piedra es lanzada en línea recta hacia arriba con una velocidad inicial de 2,5 m/s.
¿Qué altura alcanzará la piedra?, ¿Cuánto tiempo tarda en llegar al punto de máxima altura?
12.- Se cuelga un peso de medio kilo de un muelle y se observa que el resorte se estira 10 cm.
Calcular:
a) La constante elástica del muelle.
b) La fuerza que es necesario ejercer para tirar del muelle si este se alarga 35 cm.
13.- De un dinamómetro cuya constante elástica es de 30 N/cm, se cuelga un cuerpo A y,
posteriormente, otro cuerpo B. Si los alargamientos que experimenta el muelle son de 2 cm y 5
cm, respectivamente, ¿cuál es el peso de cada cuerpo?
14.- Una persona empuja por un pasillo recto de un aeropuerto un carrito de 10 kg, que
contiene cinco maletas de 25 kg cada una, con una fuerza constante de 30 N. Calcula:
a) La aceleración que adquiere el carrito.
b) El tiempo que tardará en recorrer el pasillo si este tiene 500 m de largo.
15.- Un cuerpo de 500 g de masa, está situado en lo alto de un plano inclinado 60° con la
horizontal, en el que podemos despreciar el rozamiento.
a) Dibuja las fuerzas que actúan sobre dicho cuerpo e indica la causa de cada fuerza.
b) Calcula el módulo de cada una de las fuerzas reflejadas en el apartado anterior.
c) Explica por qué el cuerpo desliza con movimiento uniformemente acelerado y determina la
aceleración con que desliza el cuerpo.
16.- Dibuja dos fuerzas de 5 N y 10 N perpendiculares entre sí. Determina gráficamente la
fuerza resultante y halla su módulo de forma analítica.
17.- Sobre un plano inclinado 60º se encuentra un cuerpo de 2 kg de masa. Se pide, calcular:
a) La aceleración que experimenta el cuerpo si no existe rozamiento.
b) La aceleración que experimenta el cuerpo cuando existe una fuerza de rozamiento con
coeficiente de 0,25.
c) La aceleración que experimentará el cuerpo si se ejerce sobre él una fuerza paralela al plano
de 30 N hacia abajo, si no existe rozamiento.
18.- Un móvil de 100 kg tiene una velocidad inicial de 5 m/s. Como consecuencia de una fuerza
que actúa directamente sobre él, cambia su velocidad a 7 m/s en 8 segundos. Determina el
valor de la fuerza.
19.- Susana lleva un movimiento s = 0,6 ∙ t + 1.
a) ¿Dónde está Susana en los segundos 0, 2, 4 y 6?
b) Indica su velocidad a los 6 s.
c) Representa las gráficas s-t y v-t
d) Calcula es espacio recorrido a los 6 segundos.
20.- Determine gráfica y analíticamente el punto de aplicación y el valor de la resultante de dos
fuerzas paralelas de 10 y 8 N respectivamente, de sentido opuesto y separadas entre sí 2 m.
21.- La figura adjunta representa cinco fuerzas concurrentes que actúan sobre un cuerpo.
Dibuja la fuerza resultante y calcula su módulo.
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22.- Se desea poner en órbita terrestre un satélite que se mueva a una velocidad de 5 300 m/s.
Calcula la altura de su órbita. Datos: MT = 5,98 · 1024
kg; RT = 6 370 km.
23.- Calcula el peso que tendrá una persona de 68 Kg situada a una altura de 400 Km sobre la
superficie terrestre. Datos: MT = 5,98 · 1024
Kg; RT = 6370 Km.
24.- Calcula el valor de la fuerza de atracción gravitatoria entre dos trozos de basura espacial
que están separados una distancia de 100 m. Con una masa cada uno de 3 toneladas.
25.- Señala las principales diferencias entre el modelo de Ptolomeo y el modelo de Copérnico.
26.- Marte es el planeta elegido por los escritores de ciencia ficción como sitio más favorable
del Sistema Solar para ser habitado por el ser humano.
a) ¿Cuál será la aceleración de la gravedad en Marte?
b) ¿Cómo te sentirás más ligero o más pesado?
c) ¿Cuál sería tu peso en Marte?
Datos: M Marte = 6,4 · 1023
kg; RMarte = 3390 km.
27.- Calcula la aceleración que adquiere un objeto que se deja caer desde la tropopausa (12
km de altura, aproximadamente, en nuestras latitudes). Datos: MT = 5,98 · 1024
kg; RT = 6 370
km.
28.- Enuncia las leyes de Kepler.
29.- ¿En qué consiste la gran explosión o el Big Bang?
30.- Enuncia la ley de la Gravitación Universal y explica en qué consiste la síntesis o unificación
Newtoniana?
31.- Una esfera que tiene una densidad de 4,5 g/cm3
y una masa de 10 kg, se sumerge
totalmente en agua de densidad 1 g/cm3
. Calcula:
a) El empuje. b) El peso aparente.
32.- ¿Qué presión existe en el fondo de una piscina olímpica de 4 m de profundidad? Dato:
Densidad del agua de la piscina: d = 1,03 kg/L.
33.- ¿Qué superficie ha de tener un émbolo que tiene encima una masa de 600 kg para
levantar otra masa de 1 t que se encuentra sobre una superficie de 4 m2
?
34.- Para determinar la densidad de un líquido A, se mezcla con otro líquido B de densidad
1030 kg/m3
. Se vierte la mezcla en un tubo con forma de U observándose que la altura
alcanzada por el líquido B es 1,30 veces mayor que la alcanzada por A. ¿Cuál es la densidad
del líquido A?
35.- Si en la experiencia de Torricelli utilizásemos agua salada como líquido, ¿podríamos
utilizar un tubo de 50 cm de largo? Dato: Densidad del agua salada: d = 1,27 kg/L.
36.- ¿En qué fluido experimentará mayor empuje un cubo de 12 cm de arista si lo sumergimos
completamente?
a) En agua. b) En aire. c) En mercurio.
Datos: Densidad de cada fluido: dagua = 1 g/cm3
. daire = 1,29 g/dm3
. dHg = 13,54
g/cm3
.
37.- Calcula la velocidad orbital del satélite de Júpiter Ío, que se encuentra a 350 000 km de la
superficie. Datos: rJ = 7,15 · 104
km; MJ = 1,90 · 1027
kg.
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38.- La tonelada equivalente de petróleo es una unidad de energía utilizada para medir la
producción de energía. Sabiendo que su equivalencia con la unidad de energía en el SI es 1
tep = 4,187 · 1010
J, transforma las siguientes medidas:
a) 0,015 tep a calorías. b) 0,015 kJ a tep. c) 0,015 cal a tep.
39.- Un coche de 1 400 kg de masa y que se mueve a 36 km/h experimenta una fuerza en el
sentido del movimiento, de forma que después de haber recorrido 50 m su velocidad es de 20
m/s. A partir del teorema de las fuerzas vivas, determina el valor de la fuerza.
40.- Se introduce en un recipiente aislado una masa de aire de 50 g a 17 °C. A continuación, se
introduce en él una masa de agua de 50 g que está a una temperatura inicial de 10 °C. Si el
calor específico del aire es 1 005 J · kg-1
· K-1
, ¿cuál es la temperatura del equilibrio térmico?
Dato: Calor específico del agua = 4 180 J · kg-1
· K-1
.
41.- Calcula el trabajo que realizas cuando arrastras 700 m una carretilla de 6,7 kg de masa a
lo largo de una superficie horizontal, si la fuerza aplicada es de 50 N y forma un ángulo de 20°
con la horizontal.
42.- Una partícula de 1 g sigue una trayectoria oscilatoria y forzada, tal y como se indica en el
dibujo. En el punto más alto, su velocidad es de 2 m/s, para pasar a ser cuatro veces superior
en el punto más bajo. Calcula la diferencia de energía mecánica que experimenta cuando pasa
desde el punto inferior (1) hasta el superior (2).
43.- El poder calorífico del butano, que es un gas licuado del petróleo, es de 28 300 kcal/m³.
¿Qué volumen de butano necesitaremos para producir un trabajo de 5 · 106
kJ si la máquina
térmica de la que disponemos tiene un rendimiento del 25%?
44.- Calcula la energía térmica necesaria para transformar, a la presión de 1 atm, 20 g de hielo
a −15 °C en vapor de agua a 100 °C.
Datos: Calor latente de fusión del hielo: Lf = 334,7 J/g. Calor latente de vaporización del
agua: Lv = 2 259,4 J/g. Calor específico del hielo (agua sólida): chielo = 2 100 J/(kg · K).
Calor específico del agua líquida: cagua = 4 180 J/(kg · K),
45.- Dados los elementos de números atómicos, 19, 23 y 48, escribe la configuración
electrónica de estos elementos. Explica si el elemento de número atómico 30 pertenece al
mismo periodo y/o al mismo grupo que los elementos anteriores. ¿Qué característica común
presentan en su configuración electrónica los elementos de un mismo grupo?
46.- Expón las conclusiones que sacó Rutherford de sus experimentos y haz un dibujo que
represente su modelo atómico.
47.- ¿Cuántos orbitales hay en los siguientes subniveles? ¿Cuántos electrones caben en cada
subnivel?
a) 2s b) 3p c) 3d d) 4p
48.- Dados los siguientes elementos químicos:
Cloro, sodio, magnesio, boro, silicio, carbono, flúor, nitrógeno, calcio y plomo.
a) Clasifícalos en metales, semimetales y no metales.
b) Escribe el símbolo químico de cada uno de ellos.
c) Indica, para cada uno de ellos, el grupo y el período al que pertenecen.
49.- ¿Por qué en un átomo (neutro) hay igual número de protones que de electrones? ¿A
cuántos electrones equivale 1 C de carga eléctrica negativa? Dato: Carga del electrón: 1 e-
=
1,6 · 10–19
C.
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50.- Un rayo luminoso incide desde el aire sobre la superficie plana de un bloque de vidrio con
un ángulo de incidencia de 60º. Dato: nvidrio = 1,50, naire = 1)
a) Calcula el ángulo de refracción.
b) Haz un dibujo en el que se indique, lo que le pasa al rayo.
51.- Una guitarra eléctrica emite una nota La, (frecuencia 440 Hz). Una persona que asiste al
concierto se encuentra a 15 m del guitarrista. La temperatura ambiente es de 21 ºC. Calcula:
a) La velocidad de propagación del sonido a esa temperatura.
b) La longitud de onda de la nota emitida
c) El tiempo que tarda la persona en oír la nota.
52.- Indica las propiedades de los metales.
53.- ¿Qué tipo de enlace existe en el óxido de sodio? Explica cómo se forma esta sustancia y
justifica su fórmula química. (Z(O) = 8, Z(Na) = 11)
54.- Escribe la estructura de Lewis del trifluoruro de nitrógeno. ¿Cumplen con la regla del octeto
ambos átomos? (Z(F) = 9, Z(N) = 7)
55.- ¿Tienen las mismas propiedades las sustancias covalentes moleculares y las sustancias
covalentes reticulares? Indica las propiedades de las dos.
56.- Un rayo luminoso que se propaga por un medio a una velocidad de 2.108 m/s incide
formando un ángulo de 60º sobre una superficie si sale refractado con un ángulo de 45º,
determina:
• Índice de refracción del medio incidente.
• Índice de refracción del medio refractado.
• Velocidad de propagación de la luz en el segundo medio.
57.- ¿Qué propiedades son de esperar para el cloruro de sodio? ¿Por qué?
58.- Clasifica en el siguiente esquema las siguientes sustancias puras: plomo, Pb; nitrógeno
molecular o dinitrógeno, N2; neón, Ne; amoniaco, NH3; yoduro de potasio, KI.
59.- ¿Qué es el modelo del mar de electrones? ¿A qué tipo de sustancias aplicamos dicho
modelo?
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60.-¿Qué es una reacción química? ¿Qué leyes permiten su estudio cuantitativo? Enúncialas y
aplícalas para completar la siguiente tabla referida a la reacción entre el magnesio y el oxígeno
para dar óxido de magnesio:
Experiencia Masa Mg (g) Masa O (g) Masa MgO (g) ¿Sobra algún reactivo?
1 24,31 16,00 NO
2 4,50 NO
3 12,52 7,25 Sí, 1,50 g de magnesio
61.- En la reacción del carbonato de calcio con ácido clorhídrico se produce dióxido de
carbono, cloruro de calcio y agua. Calcula la masa de carbonato de calcio, expresada en
kilogramos, necesaria para obtener 10 kg de cloruro de calcio. (Datos: Masas atómicas: Ca =
40,1 u; C = 12,0 u; Cl = 35,4; O = 16,0 u.)
62.- Completa la siguiente tabla y responde a las preguntas de manera razonada:
Especie
atómica
Z A Protones Neutrones Electrones
A 38 49 36
B 7 7 7
C 7 9 7
D 16 32 18
a) ¿Cuál de ellas es un ión negativo?
b) ¿Cuál de ellas es un ión positivo?
c) ¿Cuáles son isótopos?
Escribe la configuración electrónica del elemento B y D y a partir de ella, indica su posición en
la tabla periódica
63.- Razona la veracidad o la falsedad de las proposiciones siguientes:
a) Un mol es la masa que tiene una molécula.
b) En 0,75 mol de agua hay 0,75 moléculas de agua.
c) La masa molar del agua es 18,02 u.
d) 2 mol de agua pesan menos que 16,00 g de agua.
e) En 1 mol de agua hay 6,022 · 1023
átomos de hidrógeno y el doble de átomos de oxígeno.
Datos: Masas atómicas: H = 1,01 u; O = 16,00 u. NA = 6,022 · 1023
mol–1
.
64.- ¿Qué modelo atómico introduce el concepto de niveles de energía? ¿Cuáles son las ideas
fundamentales de dicho modelo?
65- ¿Qué es la molaridad? Defínela y calcula la molaridad de una disolución acuosa resultado
de disolver en agua 4,5 g de cloruro de potasio hasta un volumen final de 125 cm3
.
Datos: Masas atómicas: K = 39,10 u; Cl = 35,45 u.
66.- Completa la tabla:
Ca(OH)2 NO2 H2SO4 NaOH
Moles 0’12
Gramos 23
Moléculas 1’6 ·1024
Átomos de O 6’02 · 1024
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67.- El carbonato cálcico se descompone en óxido de calcio y anhídrido carbónico. Determina
los litros de anhídrido carbónico que se desprenden al descomponerse 50 g de carbonato
cálcico, medidos a 70o
y 5 atm. de presión. Datos: Masas atómicas, Ca: 40,08 u., C: 12,01 u.,
O: 16 u.
68.- Ajusta las siguientes ecuaciones químicas:
a) H2 + O2 H2O
b) N2 + H2 NH3
c) CH4 + O2 CO2 + H2O
d) NH3 + O2 NO + H2O
e) Fe2O3 + CO Fe + CO2
f ) O2 + Cl2 Cl2O
69.- El pentano (C5H12) reacciona con el oxígeno para formar dióxido de carbono y agua:
a) Escribe y ajusta la ecuación química que corresponde al proceso.
b) Calcula el volumen de O2, medido en c.n., necesario para quemar 150 g de pentano.
70.- El H2SO4 reacciona con el Mg y se forma una sal, MgSO4, y gas hidrógeno. Si hacemos
reaccionar 10 g de Mg con 100 cm3
de disolución de sulfúrico de 3 mol/L: Dato: Masa atómica
del Mg = 24,3 u.
a) Escribe y ajusta la ecuación química que corresponde al proceso.
b) ¿Cuál de los dos reactivos reaccionará totalmente? ¿Cuántos moles sobrarán del otro?
71.- En un alto horno, el mineral de hierro, Fe2O3, se convierte en hierro mediante la reacción:
Fe2O3 (s) + 3 CO (g) -----> 2 Fe (l) + 3 CO2 (g)
a) ¿Cuántos moles de monóxido de carbono se necesitan para producir 20 moles de hierro?
b) ¿Cuántos moles de CO2 se desprenden por cada 10 moles de hierro formado?
72.- En las gráficas que se dan a continuación, identifica el tipo de movimiento en cada tramo,
calcula sus características y escribe las ecuaciones correspondientes. Considera que en todos
los movimientos se parte desde el origen del sistema de referencia:
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73.- Completa la tabla:
Ca(OH)2 NO2 H2SO4 NaOH
Moles 0’12
Gramos 23
Moléculas 1’6 * 1024
Átomos de O 6’02 * 1024
74.- Ajusta las siguientes reacciones:
)()(2)(2 ggg NOON →+
)(32)(2)( sgs OAlOAl →+
)(3)(2)()(23 )( acsacac KNOPbIKINOPb +→+
)()()(2)(2 acsacac NaClCuSSNaCuCl +→+
C4H8 + O2 –––––––→ CO 2 + H2O
HBrO3 + Cd(OH)2 –––––––→ Cd(BrO 3)2 + H2O
K2CO3 + HNO3 –––––––→ KNO 3 + CO2 + H2O
Cu + HNO3 –––––––→ Cu(NO 2)2 + H2O
75.- Para establecer el tipo de enlace que poseen tres compuestos, A, B y C, se hicieron
experimentos. Los resultados se resumen en la tabla siguiente:
Sustancia Punto de
fusión (ºC)
Conductividad
en estado
sólido
Solubilidad en
agua
Conductividad
en disolSíución
A 770 No Sí Sí
B -23 -- No --
C 650 Sí Sí --
Indica si las siguientes respuestas son correctas y explica porqué:
a) Presenta enlace iónico la sustancia B.
b) Presenta enlace covalente la sustancia C.
c) Podría presentar enlace metálico A.
d) Sólo hay un compuesto iónico: el C.
e) Solo hay un compuesto covalente, que es el B.
f) Hay dos compuestos metálicos: A y C.
76.- Marca con una cruz las afirmaciones correctas, y corrige las falsas:
a)Los metales se encuentran situados a la derecha en la Tabla Periódica.
b)La familia de los gases nobles es la columna 18.
c)La primera columna son los halógenos.
d)En una columna (grupo o familia) los elementos tienen propiedades químicas
similares.
e)La mayor parte de los elementos son metales.
f) En la Tabla Periódica hay más de 200 elementos conocidos.
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