Đề thi môn Vật lý 2 năm học 2014-2015 - ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM

Đề thi môn Vật lý 2 năm học 2014-2015 gồm 4 câu hỏi có đáp án khái quát chương trình môn học Vật lý 2, giúp người học ôn tập và củng cố kiến thức, chuẩn bị cho kỳ thi sắp tới. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đề thi môn Vật lý 2 năm học 2014-2015 - ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP.HCMTRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT Tp HCMKHOA KHOA HỌC CƠ BẢNBỘ MÔN VẬT LÝĐỀ THI MÔN: VẬT LÝ 2Mã môn học: PHYS 120202Ngày thi: 26/12/2014Thời gian làm bài: 75 phútĐỀ THICâu 1: (2,5 điểm)Lớp giao thoaa. Một ứng dụng của hiện tượng giao thoa ánhsáng trên bản mỏng là chế tạo lớp giao thoa (một lớpchất trong suốt, mỏng, có chiết suất ví dụ nhưn  n0 tráng trên mặt kính, trong đó n0 là chiết suấtKínhtấm kính) để hạn chế ánh sáng phản xạ trên mặt kính.Hãy giải thích tại sao lớp giao thoa có tác dụng hạnchế ánh sáng phản xạ.b. Khi chế tạo tấm pin năng lượng mặt trời, người ta phủ lên trên nền Si có chiết suất no =3,5 một màng mỏng SiO trong suốt có bề dày e, chiết suất n = 1,45. Xác định độ dày cực tiểu củalớp màng mỏng SiO để nó giảm tới mức tối thiểu sự phản xạ đối với ánh sáng có bước sóng  =550nm đi tới tấm pin năng lượng mặt trời theo đường pháp tuyến.Câu 2: (2,5 điểm)a. Một chùm tia laser rọi vuông góc với một gương phẳng. Hỏi vận tốc của chùm sáng phảnxạ bằng bao nhiêu trong hai trường hợp: Gương gắn chặt vào phòng thí nghiệm và gương chuyểnđộng thẳng ra xa khỏi máy phát tia laser với vận tốc v.b. Một cây sào nằm song song với trục Ox của hệ quy chiếu S, chuyển động dọc theo trụcnày với vận tốc là 0,63c (c = 3108 m/s là tốc độ ánh sáng trong chân không). Độ dài của cây sàođo được khi nó đứng yên là 1,7m. Hỏi độ dài cây sào đo được trong hệ quy chiếu S là bao nhiêu?Câu 3: (2,5 điểm) Chiếu một chùm ánh sáng đơn sắc, song song có bước sóng 0,633 m theophương vuông góc với một khe hẹp. Trên một màn ở phía sau khe hẹp theo chiều ánh sáng chiếutới, song song với màn chắn có khe hẹp, cách khe 2 m, người ta thấy khoảng cách giữa một cực tiểunhiễu xạ thứ hai và cực đại chính giữa là 1,5 cm.a. Tính bề rộng của khe hẹp.b. Tính khoảng cách từ cực đại chính giữa đến cực đại thứ hai ở một bên.Câu 4: (2,5 điểm) Một photon của tia X có bước sóng 2,4×10-12 m bị tán xạ Compton trên mộtelectron tự do thì bị lệch hướng một góc 300 so với hướng tia tới.a. Hãy tính bước sóng của photon tán xạ và động năng của electron tán xạ.b. Góc tán xạ bằng bao nhiêu để electron tán xạ có động năng cực đại? Lúc đó hãy tính độnglượng của electron tán xạ.Biết bước sóng Compton đối với electron là C = 2,4310-12 m, hằng số Planck h = 6,625×10-34 J.s,tốc độ ánh sáng trong chân không là c = 3108 m/sĐề thi có 01 trang. Không sử dụng tài liệu. Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm.Duyệt đềĐỗ Quang Bình1ĐÁP ÁN MÔN VẬT LÝ 2Mã môn học: 120202Thi ngày: 26/12/2014Người soạn: Đỗ Quang BìnhCâu1Lời giảiĐiểma.Khi trên mặt một tấm kính có lớp giao thoa thì ánh sáng phản xạ tại hai mặt củalớp giao thoa sẽ giao thoa với nhau. Xét một tia sáng chiếu lên mặt kính, hai tiaphản xạ trên hai mặt lớp giao thoa là hai tia kết hợp vì cùng xuất phát từ một tia.Khi hiệu quang lộ của hai tia phản xạ thỏa mãn điều kiện:L = (k+1/2)(k = 0, 1, 2, …)thì hai tia phản xạ sẽ giao thoa cực tiểu, do đó lớp giao thoa có tác dụng hạn chế1,0ánh sáng phản xạ trên mặt kính.b. Ánh sáng phản xạ từ mặt trước của màng là đi vào từ môi trường có chiết suấtthấp hơn nên các sóng phản xạ bị đảo pha. Do đó, hiệu quang lộ của hai tia phảnxạ trên hai mặt của lớp SiO là:0,5L = L2 – L1 = 2nIJ = 2neĐể giao thoa cực tiểu (giảm tới mức tối thiểu sự phản xạ) thì:1(k = 0, 1, 2, …)2ne  (k  )21 0,5e  (k  )Suy ra:2 2nBề dày cực tiểu khi k = 0:550e 94,83 nmmin 4n 4.1,452a.Theo tiên đề 2 của Einstein, vận tốc ánh sáng trong chân không có giá trị bằngnhau trong mọi hệ quy chiếu quán tính.Do đó vận tốc của chùm tia laser (chùm ánh sáng) trong hai trường hợp là bằngnhau và bằng c = 3.108 m/s.0,50,50,5b. Gọi l0 là độ dài riêng của cây sào (đo được trong hệ quy chiếu mà cây sàođứng yên), l là độ dài cây sào đo được trong hệ quy chiếu mà nó chuyển động.Hiệu ứng co ngắn độ dài cho ta biết:2l = l0/γ ,1 2v1  c0,51l0 = 1,7 m, v = 0,63c    0,63c 1  c 32 1,288Độ dài cây sào trong hệ quy chiếu S là:l = 1,7/1,288 = 1,32 m.a.Khoảng cách từ cực đại giữa đến một cực tiểu nhiễu xạ trên màn quan sát đượcxác định bởi công thức:x = Dtantrong đó D là khoảng cách từ khe hẹp đến màn quan sát,  là góc nhiễu xạ. Suyra:tan = x/D = 1,5.10-2/2 = 0,75.10-2Góc  được xác định từ điều kiện:sin   k0,50,50,5, k = ±1, ±2, …bVới b là bề rộng khe hẹp. Vì tan rất nhỏ nên tan  sin. Do đó, đối với cựctiểu nhiễu xạ thứ 2 khi k = 2 thìtan   20,5bBề rộng khe hẹp là:b22.0,633.10 6 1,688.10  4 mtan 0,75.10 2b. Khoảng cách từ cực đại giữa đến một cực đại nhiễu xạ được xác định bởi côngthức:x = Dtantrong đó góc  được xác định từ điều kiện:1sin    k   , với k = 22 b0,633.10 6 0,9375.10 2  tan 41,688.10x = 2.0,9375.10-2 = 1,875.10-2 m0,50,5sin   2,5Vậy,40,5a. Độ dịch chuyển C ...