Đề thi học kì 3 môn Vật lí 2 năm 2022-2023 có đáp án - Trường Đại học sư phạm Kỹ thuật, TP HCM

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

5
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề thi học kì 3 môn Vật lí 2 năm 2022-2023 có đáp án - Trường Đại học sư phạm Kỹ thuật, TP HCM sau đây sẽ giúp bạn đọc nắm bắt được cấu trúc đề thi, từ đó có kế hoạch ôn tập và củng cố kiến thức một cách bài bản hơn, chuẩn bị tốt cho kỳ thi sắp. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đề thi học kì 3 môn Vật lí 2 năm 2022-2023 có đáp án - Trường Đại học sư phạm Kỹ thuật, TP HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT ĐỀ THI HỌC KỲ III NĂM HỌC 2022-2023 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Môn: Vật lý 2 KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG Mã môn học: PHYS131002 Đề số: 01. Đề thi có 02 trang. BỘ MÔN VẬT LÝ Ngày thi: 24/07/2023. Thời gian: 90 phút. ------------------------- Được phép sử dụng một tờ giấy A4 chép tay. Câu 1: (1 điểm) Nếu biết điện thế V tại một điểm nào đó trong không gian, ta có thể tính được cường độ điện trường ⃗𝐸 tại điểm đó không? Và ngược lại, nếu biết cường độ điện trường ⃗𝐸 tại điểm đó, ta có thể tính ngược lại điện thế V không? Lý giải câu trả lời của bạn. Câu 2: (1 điểm) Một khung dây gồm N vòng, tiết diện A quay đều quanh trục đối xứng với tốc độ góc 𝜔 trong một từ trường đều có cảm ứng từ B. Phương của trục quay nằm trong mặt phẳng khung dây và vuông góc với đường sức từ. Chứng minh rằng dòng điện cảm ứng xuất hiện trong trong khung là dòng điện xoay chiều. Câu 3. (2 điểm) Một quả cầu nhỏ không dẫn điện, khối lượng m = 1,0 mg, mang điện tích 𝑞 = 2 × 10−8 𝐶, được nối với bản phẳng dài vô hạn tích điện đều bằng sợi dây cách điện mảnh như hình 1. Hãy tính mật độ điện mặt 𝜎 của bản phẳng, biết quả cầu nằm lơ lửng trong không trung sao cho dây hợp với bản một góc 𝜃 = 300 . Câu 4. (2 điểm) Giữa hai bản của một tụ điện phẳng đặt nằm ngang có một hiệu điện thế 𝑈1 = 1000𝑉, khoảng cách giữa hai bản tụ d = 1,0 cm. Ở đúng chính giữa hai bản tụ có một vật rất nhỏ khối lượng m, tích điện tích q, nằm lơ lửng. Nếu hiệu điện thế đột ngột giảm đi một nửa, thì sau bao lâu vật nhỏ rơi xuống bản bên dưới. Câu 5. (2 điểm) Cho dòng điện I = 2,0 A chạy qua một dây dẫn được uốn thành hai nửa đường tròn, tâm C như hình 2 với 𝑅2 = 2𝑅1 = 10,0 𝑐𝑚. Hãy tính: a. Vectơ cảm ứng từ ⃗𝐵 do cả dòng điện gây ra tại C. b. Độ lớn mô-men lưỡng cực từ của khung dây. Câu 6. (2 điểm) Phủ một lớp màng mỏng chiết suất 1,36 lên một tấm thủy tinh phẳng có chiết suất 1,51. Người ta quan sát thấy khi chiếu vuông góc tia sáng đơn sắc có bước sóng 640 nm tạo phản xạ ít nhất. Làm tương tự với tia sáng có bước sóng 400 nm lại tạo phản xạ mạnh nhất. Tìm độ dày tối thiểu của lớp màng mỏng. ** Biết: hằng số điện 𝜀0 = 8,86 × 10−12 𝐶 2 /𝑁. 𝑚2 , hằng số từ 𝜇0 = 4𝜋 × 10−7 𝐻/𝑚 Ghi chú: Cán bộ coi thi không được giải thích đề thi. Trang 1
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 Câu 1, 2, 3, 4, 5 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. [CĐR 3.1] Hiểu rõ các hiện tượng, định luật về quang hình, quang học Câu 6 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. Ngày 20 tháng 07 năm 2023 Thông qua bộ môn Trang 2
Đáp án và bảng điểm vật lý 2 Thi ngày 24-7-2023 Người soạn: Nguyễn Lê Vân Thanh Câu 1: (1 điểm) Nếu biết điện thế V tại một điểm nào đó trong không gian, ta có thể tính được cường độ điện trường ⃗𝐸 tại điểm đó không? Và ngược lại, nếu biết cường độ điện trường ⃗𝐸 tại điểm đó, ta có thể tính ngược lại điện thế V không? Lý giải câu trả lời của bạn. Bạn không thể tính điện thế nếu chỉ biết điện trường tại một điểm và bạn không thể tính điện trường nếu chỉ biết điện thế tại một điểm. 0.5 Lý do: (2) 𝑑𝑉 Từ công thức∫ ⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗ = ( 𝑉1 − 𝑉2 ) 𝑣à ⃗𝐸 = − ⃗⃗⃗⃗ , ta thấy muốn tính (1) 𝐸. 𝑑𝑠 𝑑𝑠 điện thế hay điện trường tại một điểm còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác vd: khoảng cách. Hay : 0.5 Dựa vào mối quan hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế: Muốn tính E cần biết điện thế tại ít nhất 2 điểm (2 điểm tương ứng với điện trường đều). Ngược lại muốn tính điện thế tại điểm đó không những cần điện trường E tại đó mà còn cần biết điện thế V của điểm lân cận. Câu 2: (1 điểm) Một khung dây gồm N vòng, tiết diện A quay đều quanh trục đối xứng với tốc độ góc 𝜔 trong một từ trường đều có cảm ứng từ B. Phương của trục quay nằm trong mặt phẳng khung dây và vuông góc với đường sức từ. Chứng minh rằng dòng điện cảm ứng xuất hiện trong trong khung là dòng điện xoay chiều. Từ thông qua khung tại cùng thời điểm t là 𝜙 𝐵 = 𝐵𝐴𝑐𝑜𝑠𝜃 = 0.5 𝐵𝐴𝑐𝑜𝑠(ωt) Suất điện động cảm ứng trong khung: 𝑑𝜙 𝐵 0.25 𝜀 = −𝑁 = 𝑁𝐴𝐵𝜔𝑠𝑖𝑛( 𝜔𝑡 ) 𝑑𝑡 |𝜀| 𝑁𝐴𝐵𝜔 Cường độ dòng điện 𝐼 = = 𝑠𝑖𝑛( 𝜔𝑡 ) = 𝐼0 𝑠𝑖𝑛( 𝜔𝑡 ) 𝑅 𝑅 0.25
Câu 3. (2 điểm) Một quả cầu nhỏ không dẫn điện, khối lượng m = 1,0 mg, mang điện tích 𝑞 = 2 × 10−8 𝐶, được nối với bản phẳng dài vô hạn tích điện đều bằng sợi dây cách điện mảnh như hình 1. Hãy tính mật độ điện mặt 𝜎 của bản phẳng, biết quả cầu nằm lơ lửng trong không trung sao cho dây hợp với bản một góc 𝜃 = 300 . 0.25 Áp dụng định luật Gauss trong điện trường ta tính được cường độ điện trường E tại một điểm: 𝜎𝐴 𝜎 0.5 ΦE = 2𝐸𝐴 = → 𝐸= 𝜀0 2𝜀0 Quả cầu treo lơ lừng: 0.25 ⃗ +⃗ +⃗ =0 P T F 0.25 Với P: trọng lực; T: lực căng dây, F: lực điện Từ đó suy ra: 𝐹 𝑡𝑔 300 = → 𝐹 = 5,66 𝑁 0.25 𝑃
Mà 𝜎 𝐹 = 𝑞𝐸 = 𝑞 → 𝜎 = 5 × 10−6 𝑐⁄ 𝑚2 2𝜀0 0.5 Câu 4. (2 điểm) Giữa hai bản của một tụ điện phẳng đặt nằm ngang có một hiệu điện thế 𝑈1 = 1000𝑉, khoảng cách giữa hai bản tụ d = 1,0 cm. Ở đúng chính giữa hai bản tụ có một vật rất nhỏ khối lượng m, tích điện tích q, nằm lơ lửng. Nếu hiệu điện thế đột ngột giảm đi một nửa, thì sau bao lâu vật nhỏ rơi xuống bản bên dưới. Ở đúng chính giữa hai bản tụ có một vật rất nhỏ khối lượng m, tích điện, nằm lơ lửng 0.5+0.5 𝑈1 𝑞𝑈1 𝑃 = 𝐹1 ↔ 𝑚𝑔 = 𝑞𝐸 = 𝑞 → 𝑚= 𝑑 𝑔𝑑 P: trọng lực; 𝐹1 : lực điện tác dụng lên vật tại điểm chính giữa, U: hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện Khi hiệu điện thế giảm đi một nửa thì thì P > F , vật nhỏ rơi xuống bản dương. 𝑈 𝑃 − 𝐹2 𝑚𝑔 − 𝑞 2 𝑎= = 𝑑 = 𝑔 − 𝑞𝑈2 𝑑 𝑔 = 𝑔 (1 − 𝑈2 ) = 4,9 𝑚 0.5 ⁄ 𝑠2 𝑚 𝑚 𝑞𝑈1 𝑑 𝑈1 Thời gian rơi: 𝑑 0.5 𝑡 = √ = 0,045 𝑠 𝑎 Câu 5. (2 điểm) Cho dòng điện I = 2,0 A chạy qua một dây dẫn được uốn thành hai nửa đường tròn, tâm C như hình 2 với 𝑅2 = 2𝑅1 = 10,0 𝑐𝑚. Hãy tính: a. Vectơ cảm ứng từ ⃗𝐵 do cả dòng điện gây ra tại C. b. Độ lớn mô-men lưỡng cực từ của khung dây. a. Vectơ cảm ứng từ ⃗𝐵 do cả dòng điện gây ra tại C. Chia làm 4 đoạn
𝐵1 = 𝐵3 = 0 0.25 ⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑣𝑢ô𝑛𝑔 𝑔ó𝑐 𝑚𝑝 𝑔𝑖ấ𝑦, ℎướ𝑛𝑔 𝑣ô 𝐵2 𝜇0 𝐼 𝐵2 = = 4 × 10−8 𝑇 0.5 4𝜋𝑅1 ⃗⃗⃗⃗⃗ 𝑣𝑢ô𝑛𝑔 𝑔ó𝑐 𝑚𝑝 𝑔𝑖ấ𝑦, ℎướ𝑛𝑔 𝑣ô 𝐵4 𝜇0 𝐼 𝐵4 = = 2 × 10−8 𝑇 0.25 4𝜋𝑅2 Cảm ứng từ: ⃗𝐵 = ⃗⃗⃗⃗1 + ⃗⃗⃗⃗2 + ⃗⃗⃗⃗3 + ⃗⃗⃗⃗4 𝐵 𝐵 𝐵 𝐵 ⃗𝐵 𝑣𝑢ô𝑛𝑔 𝑔ó𝑐 𝑚𝑝 𝑔𝑖ấ𝑦, ℎướ𝑛𝑔 𝑣ô 0.25 𝐵 = 𝐵2 + 𝐵4 = 6 × 10−8 𝑇 0.25 b. Độ lớn momen lưỡng cực từ của khung dây 𝐼𝜋 2 2 0.5 𝜇 = 𝐼𝐴 = ( 𝑅1 + 𝑅2 ) = 0,04 𝐴. 𝑚2 2 Câu 6. (2 điểm) Phủ một lớp màng mỏng chiết suất 1,36 lên một tấm thủy tinh phẳng có chiết suất 1,51. Người ta quan sát thấy khi chiếu vuông góc tia sáng đơn sắc có bước sóng 640 nm tạo phản xạ ít nhất. Làm tương tự với tia sáng có bước sóng 400 nm lại tạo phản xạ mạnh nhất. Tìm độ dày tối thiểu của lớp màng mỏng. Hiệu quang lộ: 𝛿 = 2𝑛2 𝑡 (1) với 𝑛2 : chiết suất màng mỏng 1,36 0.5 Ánh sáng có bước sóng 640 nm phản xạ nhỏ nhất: 1 0.5 𝛿 = (𝑘 + )𝜆640 (2) 2 Ánh sáng có bước sóng sóng 400 nm phản xạ mạnh nhất. 0.5 𝛿 = 𝑚𝜆400 (3) Với k và m là số nguyên, k = 0, 1,2,3... và m = 1,2,3... 0.25 Kết hợp (2)(3) giải ra m =4 và k =2 0.25 Suy ra độ dày tối thiểu của lớp màng mỏng. 𝑡 = 1600 𝑛𝑚 = 1,6 𝜇𝑚 0.25