Tổng hợp đề thi cuối kỳ (Điện từ - Quang) môn Vật lý đại cương | Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội

TỔNG HỢP ĐỀ THI CUỐI KỲ
VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG 2 (ĐIỆN TỪ - QUANG)
HKII 2022-2023 (Ca 2) ........................................................................................................................ 2
HKII 2022-2023 (Ca 1) ...................................................................................................................... 11
HKI 2020-2021 ..................................................................................................................................... 14
HKII 2019 – 2020 (Ca 2) ................................................................................................................... 18
HKI 2019 – 2020 .................................................................................................................................. 22
HKII 2018 – 2019 (Ca 2) ................................................................................................................... 26
HKII 2018 – 2019 (Ca 1) ................................................................................................................... 28
HKI 2018 – 2019 .................................................................................................................................. 31
HKI 2017 – 2018 .................................................................................................................................. 33
HKI 2023 – 2024 (Ca 2) 2 3 4 ……..
HKI 2023 – 2024 (Ca 1) 5 6 7 ………. HKII 2022-2023 (Ca 2) Câu 1 (2 điểm)
Một dòng điện thẳng dài vô hạn có cường độ I = 1,0 A đặt trong không khí, cung AB được uốn như hình
vẽ, đoạn xA và By kéo dài vô hạn. Biết bán kính R = 20,0 cm; dòng điện có chiều từ x theo cung tròn AB
đến y, tính cảm ứng từ tại O. 8 Câu 2 (1 điểm)
Một electron được phóng vào vùng không gian của một từ trường đều sao cho vận tốc của nó vuông góc
với cảm ứng từ của từ trường này. Độ lớn của cảm ứng từ phải bằng bao nhiêu để electron chuyển động
với quỹ đạo tròn với tần số 2450 MHz. Biết hạt electron có khối lượng 9,1.10-31 kg và mang điện tích có độ lớn 1,6.10-19 C. Câu 3 (3 điểm)
Xét mạch RL như hình vẽ, biết L = 2H, R = 10 Ω và ε = 12 V. Khi khóa S đóng, hãy tính:
(a) Hằng số thời gian tự cảm
(b) Viết biểu thức mô tả cường độ dòng điện trong mạch theo thời gian t?
(c) Tính dòng điện trong mạch khi thời gian t → ∞
(d) Sau khoảng thời gian bao lâu thì có được dòng điện bằng 50 % giá trị cực đại của nó? 9 Câu 4 (3 điểm)
Một lớp mỏng có chiết suất n = 1,5 bao quanh bởi không khí. Chiếu chùm sáng trắng (bước sóng trong
khoảng 380,0 nm đến 760,0 nm) thẳng góc lên bề mặt lớp mỏng này. Giả định khi phân tích các tia phản
xạ cho thấy rằng các bước sóng 360,0 nm; 450,0 nm và 600,0 nm là các bước sóng còn thiếu trong phổ
ánh sáng nhìn thấy. Hãy xác định:
a. Bề dày nhỏ nhất của lớp mỏng
b. Các bước sóng ánh sáng nhìn thấy sáng nhất trong nền giao thoa do phản xạ 10 Câu 5 (1 điểm)
Chiếu ánh sáng có bước sóng 600,0 nm vào khe hẹp có bề rộng 6,0.10-5 m. Nền nhiễu xạ hình thành trên
màn cách khe 1,2 m. Tính bề rộng của vân sáng bậc một quan sát được trên màn.
………………………………… HKII 2022-2023 (Ca 1) Câu 1 (2 điểm) 11
Một dây dẫn thẳng dài vô hạn có dòng điện cường độ I = 2 A được uốn cong như hình vẽ (góc ở tâm 𝛼 =
1200). Đoạn AB là một cung tròn tâm O, bán kính R = 20 cm, A nằm trên phương nối dài của By. Xác định
phương, chiều và độ lớn của vector cảm ứng từ do dòng điện gây ra tại tâm O. Câu 2 (2 điểm)
Một hạt proton (qp = +e, mp = 1,67.10-27 kg) và hạt alpha (qa = +2e, ma = 6,6.10-27 kg) có động năng K
= 3 MeV (1 MeV = 1,6.10-13 J) bay thẳng góc vào trong từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,25 T.
a) So sánh bán kính quỹ đạo của hai hạt
b) Tính lực Lorentz tác dụng lên chúng trong từ trường 12 Câu 3 (2 điểm)
Một khung kim loại hình chữ nhật có cạnh a = 10,0 cm và b = 20,0 cm đặt đồng trục với lõi của một ống
dây dài (solenoid) có 133,0 vòng dây/m mang dòng điện I = 3,0.(1,0 – e-0,5t), với I có đơn vị A, t tính bằng s. Hãy xác định:
a. Từ thông đi qua khung kim loại hình chữ nhật.
b. Độ lớn sức điện động cảm ứng trong khung dây hình chữ nhật tại thời điểm 2,0 s. Câu 4 (2 điểm)
Một lớp váng dầu mỏng có chiết suất n = 1,50 nổi trên mặt nước (chiết suất của nước là 1,33). Bề dày lớp
dầu là 0,4 µm. Chiếu ánh sáng nhìn thấy (bước sóng từ 0,38 µm đến 0,76 µm) thẳng góc lên lớp ván dầu.
Hỏi khi quan sát thấy và không thấy được những bước sóng nào? 13 Câu 5 (2 điểm)
Trong thí nghiệm nhiễu xạ qua một khe hẹp, khi khe hẹp có bề rộng bằng 3,2.10-5 m thì quan sát được
vân sáng trung tâm có bề rộng 1,2 cm. Giữ nguyên các điều kiện thí nghiệm, chỉ thay khe này bằng khe
khác thì vân sáng trung tâm có bề rộng 1,9 cm. Tính bề rộng khe thứ hai này, nếu góc xác định vị trí vân tối trên màn là nhỏ? ……….. HKI 2020-2021 Câu 1 (2 điểm)
Hai sợi dây dẫn điện có hình học như hình vẽ, biết rằng sợi dây có dòng điện i1 = 0,4 A chạy qua tạo thành
khung dây có bán kính 5 cm và góc 1800 tính từ điểm P. Tương tự ta có sợi dây có dòng điện i2 = 2i1, cung
dây có bán kính 4 cm và góc 1200. Hãy tính độ lớn cảm ứng từ tại điểm P trong hai trường hợp: a. i2 và i1 cùng chiều b. i2 và i1 ngược chiều 14 Câu 2 (2 điểm)
Một hạt proton có động năng 5,3 MeV bay vào trong từ trường đều có độ lớn vector cảm ứng từ B = 1,2
mT. Cho khối lượng và điện tích tương ứng của nó là 2,7.10-27 kg và 1,6.10-27 C. Hãy tính:
a. Vận tốc và bán kính quỹ đạo của nó
b. Lực Lorentz và gia tốc tương ứng 15 Câu 3 (2 điểm)
Một nguồn điện có suất điện động ε = 40 (V) mắc nối tiếp với cuộn dây thuần điện trở có độ tự cảm L =
0,2 (H), điện trở R = 10 (Ω) và khóa K. Khi khóa K đóng, cường độ dòng điện chạy qua cuộn dây có dạng: 𝜀
𝑖 = (1 − 𝑒−𝑡/𝜏𝐿) với 𝜏 là thời gian tự cảm, 𝜏 𝑅 𝐿 𝐿 = 𝐿/𝑅.
a) Tính suất điện động tự cảm εtc của cuộn dây tại thời điểm t = 20 ms kể từ khi K đóng
b) Tính năng lượng từ trường Wm tại thời điểm t = 𝜏 𝐿 Câu 4 (2 điểm)
Chiếu chùm ánh sáng nhìn thấy lên thẳng góc với lớp vật liệu mỏng, dày t = 800 (nm), chiết suất n, đặt
trong không khí. Quan sát các tia phản xạ ta thấy chỉ có 2 tia sáng nhìn thấy có bước sóng λ1 = 700 (nm) và λ1 = 500 (nm).
a) Tính chiết suất n của lớp mỏng 16
b) Đặt lớp mỏng này nằm lên bản vật liệu có chiết suất n1 = 2,75. Tính các bước sóng trong phổ ánh
sáng nhìn thấy còn thiếu trong các tia phản xạ. Biết phổ ánh sáng nhìn thấy có bước sóng 380 (nm) ≤ 𝜆 ≤ 760 (nm) 17 Câu 5 (2 điểm)
Chiếu đồng thời ánh sáng có bước sóng 632 nm và 474 nm vào một khe hẹp có bề rộng 7,15.10-5 mm. Sau
khe hẹp 1,2 m đặt một màn quan sát để ghi nhận hình ảnh của hai nền nhiễu xạ. Tính khoảng cách từ tâm
nhiễu xạ đến vị trí trùng nhau đầu tiên của hai vân tối trong hai nền nhiễu xạ. …………………. HKII 2019 – 2020 (Ca 2) Câu 1 (2 điểm)
Trong giờ thực hành vật lý, thầy giáo đưa cho bạn Nam và bạn Nữ mỗi bạn một sợi dây dẫn dài. Thầy giáo
yêu cầu các bạn gấp sợi dây thành mạch điện có một cung tròn bán kính R = 10 cm để đo độ lớn của
vector cảm ứng từ B tại tâm O của nó khi cho dòng điện có cường độ I = 5 A chạy qua. Bạn Nam tạo thành 18
mạch điện như hình 1, bạn Nữ tạo thành mạch điện như hình 2. Hỏi bạn nào thu được độ lớn vector cảm
ứng từ B tại tâm O lớn hơn? Câu 2 (2 điểm)
Thầy giáo đặt một sợi dây dẫn dài có dòng điện I1 = 10 A chạy qua. Thầy đưa cho Bình và An mỗi bạn một
đoạn dây cùng chiều dài AB = l = 10 cm và yêu cầu cho dòng I2 = 2 A chạy qua nó. Thầy giáo yêu cầu
xác định từ lực do dòng điện dài I1 tác dụng lên đoạn dây điện I2. Bình đặt đoạn dây điện I2 song song và
cách dòng điện dài I1 một đoạn d = 20 cm, trong khi đó An đặt đoạn điện I2 có phương vuông góc với
dòng điện I1 sao cho đầu A của đoạn điện I2 gần I1 và cách I1 một đoạn d = 20 cm.
Hãy vẽ hình và cho chiều của dòng điện I1 và I2 tùy ý. Hỏi Bình hay An đo được độ lớn từ lực F do dòng
điện I1 tác dụng lên đoạn điện I2 lớn hơn? 19 Câu 3 (2 điểm)
Một mạch điện gồm nguồn điện có suất điện động ε = 120 V nối tiếp với cuộn dây có độ tự cảm L = 50
mH, điện trở R = 100 Ω, và khóa K. Khi khóa K đóng, cường độ dòng điện chạy qua cuộn dây là 𝑖 = 𝜀 𝜀
(1 − 𝑒−𝑅.𝑡/𝐿). Khi khóa K ngắt, cường độ dòng điện chạy qua cuộn dây là 𝑖 = 𝑒−𝑅.𝑡/𝐿. 𝑅 𝑅
a) Tính suất điện động tự cảm εtc của cuộn dây tại thời điểm t = 50 µs kể từ khi khóa K ngắt
b) Tính năng lượng từ trường lưu giữ trong cuộn dây trong thời gian t = 50 µs kể từ khi khóa K đóng Câu 4 (2 điểm)
Trong giờ thực hành về giao thoa ánh sáng trên bản mỏng, Lan phủ một lớp mỏng vật liệu polymer, dày t
= 500 nm, chiết suất n = 1,47 lên bản thủy tinh có chiết suất ntt =1,52. Khi chiếu ánh sáng trắng thẳng
góc lên lớp vật liệu polymer, các ban sinh viên đoán xem:
a) Lan nhìn thấy ánh sáng màu gì
b) Lan không nhìn thấy ánh sáng màu gì
Biết: ánh sáng nhìn thấy có 380 nm ≤ 𝜆 ≤ 760 nm Màu Bước sóng Đỏ 640 nm – 760 nm Da cam 590 nm – 650 nm 20