Trang 1
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO
NHÓM MÔN HỌC KHOA HỌC CƠ BẢN
-------------------------
ĐỀ THI HỌC KỲ I NĂM HỌC 2019-2020
Môn: Vật lý 2
Mã môn học: PHYS131002
Đề số: 01. Đề thi có 02 trang.
Ngày thi: 03/01/2020. Thời gian: 90 phút.
Được phép sử dụng một tờ giấy A4 chép tay.
Câu 1: (0,5 điểm)
Giả sử có một điện tích điểm đặt ở tâm của một mặt cầu có bán kính xác định. Độ lớn của
cường độ điện trường ở mặt cầu và thông lượng điện trường qua mặt cầu sẽ thay đổi như thế nào khi
bán kính mặt cầu giảm còn một nửa?
A. Cả thông lượng và cường độ điện trường đều tăng.
B. Cả thông lượng và cường độ điện trường đều giảm.
C. Thông lượng tăng còn cường độ điện trường giảm.
D. Thông lượng giảm còn cường độ điện trường tăng.
E. Thông lượng giữ nguyên còn cường độ điện trường tăng.
Câu 2: (0,5 điểm)
Một electron di chuyển hướng lên, trong mặt phẳng của trang giấy này. Vectơ cảm ứng từ
󰇍
󰇍
của từ trường cũng nằm trong mặt phẳng của trang giấy và hướng về phía bên phải. Phương, chiều
của lực từ lên electron?
A. Nằm trong trang giấy, hướng lên trên.
B. Nằm trong trang giấy, hướng xuống dưới.
C. Nằm trong trang giấy, chiều từ trái sang phải.
D. Nằm trong trang giấy, chiều từ phải sang trái.
E. Vuông góc với trang giấy, chiều hướng vô.
F. Vuông góc với trang giấy, chiều hướng ra.
Câu 3: (0,5 điểm)
Một sóng điện từ lan truyền trong chân không theo chiều âm của trục y. Điện trường tại một
điểm trong không gian hướng theo chiều dương của trục x. Hỏi từ trường tại điểm đó hướng theo
chiều nào?
A. Chiều âm của trục x.
B. Chiều dương của trục y.
C. Chiều dương của trục z.
D. Chiều âm của trục z.
Câu 4: (0,5 điểm)
Điều gì xảy ra với sóng ánh sáng khi truyền từ không khí vào thủy tinh?
A. Tốc độ của ánh sáng không đổi.
B. Tốc độ tăng lên.
C. Bước sóng tăng lên.
D. Bước sóng không đổi.
E. Tần số không đổi.
Câu 5: (1,0 điểm)
Trong một phi thuyền đang bay vòng quanh trái đất có một cuộn dây. Phi hành gia đo được
một dòng điện nhỏ trong cuộn dây mặc dù không có nam châm trong phi thuyền. Điều gì gây ra dòng
điện? Giải thích câu trả lời.
Câu 6: (1,0 điểm)
Giải thích tại sao khi đặt hai đèn pin gần nhau thì không tạo ra hệ vân giao thoa trên màn quan
sát?
Trang 2
Câu 7: (2,0 điểm)
Một dây tích điện đều với mật độ điện dài được uốn thành dạng như hình vẽ. Đoạn cung
tròn là một nửa hình tròn tâm O, bán kính R. Hãy tính điện thế tại điểm O khi R = 10cm và
. Biết rằng đoạn dây được đặt trong không khí, và gốc điện thế được chọn ở vô vùng.
Câu 8: (2,0 điểm)
Một vòng dây dẫn hình vuông có chiều dài mỗi cạnh l = 0,3 m có
dòng điện I = 8 A chạy qua như hình bên.
a. Tính độ lớn và hướng của cảm ứng từ tại tâm hình vuông.
b. Nếu dây dẫn này được định hình lại để uốn thành một vòng tròn
và mang cùng dòng điện thì giá trị của cảm ứng từ ở tâm hình
tròn đó là bao nhiêu?
Câu 9: (2,0 điểm)
Ống kính máy ảnh làm bằng thủy tinh (chiết suất
1,52) được phủ một lớp màng mỏng MgF2 (chiết suất
1,38) có bề dày t. Ánh sáng khả kiến được chiếu vuông
góc với bề mặt của ống kính. (Cho biết vùng ánh sáng
khả kiến nằm trong khoảng từ 400nm đến 700nm)
a. Giá trị nhỏ nhất của t bằng bao nhiêu để hạn chế
sự phản xạ của ánh sáng có bước sóng 550 nm?
b. Với giá trị t ở câu a, hỏi bước sóng nào trong
vùng ánh sáng khả kiến được phản xạ mạnh
nhất?
Biết: hằng số điện
o = 8,8510−12 C2/N.m2, hằng số từ
0=4
10–7 H/m.
Ghi chú: Cán bộ coi thi không được giải thích đề thi.
Chuẩn đầu ra của học phần (về kiến thức)
Nội dung kiểm tra
[CĐR 1.1] Hiểu rõ các khái niệm, định luật liên quan đến điện trường và từ
trường cũng như lý thuyết về trường điện từ.
[CĐR 2.1] Vận dụng kiến thức về điện trường, từ trường để giải thích các
hiện tượng và giải bài tập có liên quan.
Câu 1, 2, 3, 5, 7,8
[CĐR 3.1] Hiểu rõ các hiện tượng, định luật về quang hình, quang học sóng.
[CĐR 3.2] Vận dụng kiến thức về quang hình học và quang học sóng để giải
thích các hiện tượng và giải bài toán về quang hình học và quang học sóng.
Câu 4, 6, 9
Ngày 20 tháng 12 năm 2019
Thông qua Trưởng nhóm kiến thức
Trang 1
Đáp án và bảng điểm vật lý 2
Thi ngày 03-01-2020
Lời giải
Điểm
1
Đáp án: E. Thông lượng giữ nguyên còn cường độ điện trường tăng.
Điện trường quanh điện tích điểm tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách. Khoảng
cách từ mặt cầu đến điện tích giảm, dẫn đến điện trường trên mặt cầu tăng.
Mặt khác, số đường sức đâm qua mặt cầu là không đổi, nên thông lượng điện trường
qua mặt cầu là không đổi.
0,5
2
Đáp án: câu F. Lực từ vuông góc với trang giấy, chiều hướng ra
Theo công thức tính lực từ tác dụng lên điện tích chuyển động:
󰇍
󰇍
󰇍
󰇍
󰇍
󰇍
󰇍
󰇍
󰇍
󰇍
Áp dụng quy tắc tam diện thuận, lưu ý đến điện tích của electron mang giá trị âm.
0,5
3
Đáp án: C. Theo chiều dương của trục z
Các vector điện trường
E
, từ trường
B
và vector Poynting
S
(đặc trưng cho hướng và
cường độ lan truyền của sóng điện từ) lập thành bộ tam diện thuận theo quy tắc:
0
1
S E B
S
hướng theo chiều âm của trục y,
E
hướng theo chiều dương trục x, dẫn đến
B
hướng theo chiều dương trục z.
0,5
4
Đáp án: E. Tần số không đổi
Khi đi vào thuỷ tinh có chiết suất cao hơn, ánh sáng không bị thay đổi tần số, nó bị
giảm tốc độ và làm bước sóng ngắn đi.
0,5
5
Khi phi thuyền bay quanh Trái đất, nó cũng đi xuyên qua từ trường do Trái đất tạo ra,
làm thông lượng từ trường đi qua cuộn dây thay đổi theo thời gian.
Theo định luật Faraday, trong cuộn dây xuất hiện suất điện động cảm ứng
dt
dB
hình thành nên dòng điện.
0,5
0,5
6
Theo điều kiện giao thoa:
Các nguồn phát ánh sáng là nguồn kết hợp, có nghĩa là hiệu số pha dao động
phải không đổi theo thời gian.
Các nguồn sáng đơn sắc, có nghĩa là chúng phải có cùng một giá trị bước sóng.
Nguồn từ hai đèn pin không thoả mãn điều kiện trên nên không tạo ra giao thoa.
0,5
0,5
7
Điện thế tại điểm O bằng tổng điện thế tạo bởi hai đoạn dây thẳng và đoạn dây tròn.
Chia dây tích điện ra thành nhiều phần đủ nhỏ, sao cho có thể xem như các điện tích
điểm. Mỗi phần nhỏ mang điện tích
dq
ấy tạo ra tại O một điện thế:
0
1
4
dq
dV r

với
r
là khoảng cách từ điện tích điểm
dq
đến O.
0,5
Trang 2
Xét đoạn dây thẳng bên phải, mỗi đoạn nhỏ có chiều dài
dx
nằm cách O khoảng
,x
tương ứng với điện tích
,dq dx
với
là mật độ dài. Điện thế do đoạn dây thẳng bên
phải tạo ra bằng:
33
0 0 0
1 1 1
ln ln3
4 4 4
RR
thang R
R
dx
Vx
x

Do đối xứng, đoạn dây thẳng bên trái cũng sinh ra điện thế tại O giống như thế.
Xét đoạn dây tròn, mỗi đoạn nhỏ có chiều dài
ds
mang điện tích
.dq ds
Điện thế
sinh ra bởi đoạn dây tròn:
0 0 0 0
1 1 1 1
()
4 4 4 4
tron
tron tron
ds
V ds R
R R R



Điện thế do toàn bộ dây tích điện tạo ra tại O:
99
0
1
2 2ln 3 9 10 10 10 2ln 3 480( )
4
thang tron
V V V V

0,5
0,5
0,5
8
a) Cảm ứng từ
B
do dòng điện chạy trong khung dây vuông sinh ra tại tâm O do từ
trường 4 đoạn dây thẳng tạo thành. Mỗi đoạn dây thẳng như thế sinh ra từ trường
1
B
có
chiều hướng vuông góc vào phía sau mặt giấy và có độ lớn:
0
1 1 2
(sin sin )
4
I
Ba


với
/ 2,al
00
12
45 , 45 .

Vậy từ trường tổng hợp tại O cũng hướng vuông góc
vào phía sau mặt giấy và có độ lớn bằng:
70 0 5
0
1 1 2
4 10 8
4 4 (sin sin ) 4 sin 45 sin( 45 ) 3,02 10 ( )
4 ( / 2) 4 (0,3 / 2)
I
B B T
l



b) Nếu nắn khung dây vuông thành vòng dây tròn, nó phải có cùng chu vi:
42lR
và sinh ra tại tâm O từ trường có độ lớn tính theo công thức:
0
02
I
BR
Thế
2 4 / :Rl
75
0
0
4 10 8 2,63 10 ( )
4 4 0,3
I
BT
l
 
1,0
1,0
Trang 3
9
Tia sáng đi từ không khí (chiết suất bằng 1)
phản xạ trên lớp MgF2 tại M có chiết suất lớn
hơn bị đảo pha 1800 tạo ra tia phản xạ (1). Một
phần tia sáng khúc xạ vào môi trường MgF2 rồi
phản xạ trên mặt phân cách MgF2-Thuỷ tinh tại
N cũng bị đảo pha 1800, do chiết suất thuỷ tinh
lớn hơn của MgF2, hình thành tia (2)
a. Để hạn chế sự phản xạ ánh sáng ở bước sóng
550
nm, cần hình thành giao thoa cực tiểu
giữa hai tia (1) và (2):
1
1
22
t n m



với
0,1,2...m
Giá trị nhỏ nhất của bề dày
t
của màng mỏng MgF2 tương ứng với
0:m
9
1
550 10 99,6
4 4 1,38
tn
(nm)
Với bề dày
99,6t
nm nói trên, bước sóng bị phản xạ mạnh nhất phải tuân theo điều
kiện cực đại giao thoa:
1
2t n m

với
1,2,3...m
Suy ra:
1
2tn
m
Khi
1, 275m

nm, khi
2, 137m

nm…
Bước sóng giảm dần khi m tăng lên, đều nằm ngoài vùng khả kiến. Do đó, không có
ánh sáng nào trong vùng ánh sáng nhìn thấy được tăng cường phản xạ.
0,25
0,25
0,5
0,5
0,5