Đề kiểm tra giữa học kì 2 Vật lí 11 - Đề số 02 có lời giải chi tiết

Đề bài

Câu 1: Chiếu một chùm tia sáng đỏ hẹp coi như một tia sáng vào mặt bên của một lăng kính có tiết diện thẳng là tam giác cân \(ABC\) có góc chiết quang \(A = {8^0}\) theo phương vuông góc với mặt phẳng phân giác của góc chiết quang tại một điểm tới rất gần \(A\), biết chiết suất của lăng kính đối với tia đỏ là \({n_d}\; = 1,5\). Góc lệch của tia ló so với tia tới là:

A. \({2^0}\).                      B. \({8^0}\).

C. \({4^0}\).                      D. \({12^0}\).

Câu 2: Một khung dây phẳng có diện tích \(10\,\,c{m^2}\) đặt trong từ trường đều, mặt phẳng khung dây hợp với đường cảm ứng từ một góc \({30^0}\). Độ lớn từ thông qua khung là \({3.10^{ - 5}}\,\,\left( {Wb} \right)\). Cảm ứng từ có giá trị:

A. \(B = {3.10^{ - 2}}\,\,\left( T \right)\).

B. \(B = {4.10^{ - 2}}\,\,\left( T \right)\).

C. \(B = {5.10^{ - 2}}\,\,\left( T \right)\).

D. \(B = {6.10^{ - 2}}\,\,\left( T \right)\).

Câu 3: Đơn vị của từ thông là:

A. Ampe \(\left( A \right)\).       B. Tesla \(\left( T \right)\).

C. Vêbe \(\left( {Wb} \right)\).     D. Vôn \(\left( V \right)\).

Câu 4: Phát biểu nào sau đây là không đúng?

A. Góc giới hạn phản xạ toàn phần được xác định bằng tỉ số giữa chiết suất của môi trường kém chiết quang với môi trường chiết quang hơn.

B. Phản xạ toàn phần chỉ xảy ra khi ánh sáng đi từ môi trường chiết quang sang môi trường kém chết quang hơn.

C. Phản xạ toàn phần xảy ra khi góc tới lớn hơn góc giới hạn phản xạ toàn phần \({i_{gh}}\).

D. Khi có phản xạ toàn phần thì toàn bộ ánh sáng phản xạ trở lại môi trường ban đầu chứa chùm tia sáng tới.

Câu 5: Một khung dây tròn bán kính \(R = 4\,\,cm\) gồm \(10\) vòng dây. Dòng điện chạy trong mỗi vòng dây có cường độ \(I = 0,3\,\,\left( A \right)\). Cảm ứng từ tại tâm của khung là:

A. \(6,{5.10^{ - 5}}\,\,\left( T \right)\).       B. \(3,{5.10^{ - 5}}\,\,\left( T \right)\).

C. \(4,{7.10^{ - 5}}\,\,\left( T \right)\).       D. \(3,{34.10^{ - 5}}\,\,\left( T \right)\).

Câu 6: Hai dòng điện cùng chiều cường độ \({I_1} = {I_2} = 10\,\,A\) chạy trong hai dây dẫn thẳng song song dài vô hạn, được đặt trong chân không cách nhau một khoảng \(a = 10\,\,cm\). Một điểm \(M\) cách đều hai dòng điện một khoảng \(x\). Để cảm ứng từ tổng hợp tại \(M\) đạt giá trị lớn nhất thì \(x\) có giá trị là bao nhiêu? Giá trị cảm ứng từ cực đại \({B_{max}}\) khi đó là bao nhiêu?

A. \(x = 10\,\,cm;\,\,{B_{max}} = {4.10^{ - 5}}\,\,\left( T \right)\).

B. \(x = 5\sqrt 2 \,\,cm;\,\,{B_{max}} = {4.10^{ - 5}}\,\,\left( T \right)\)

C.\(x = 5\sqrt 2 \,\,cm;\,\,{B_{max}} = 2\sqrt 3 {.10^{ - 5}}\,\,\left( T \right)\).

D. \(x = 10\,\,cm;\,\,{B_{\max }} = 2\sqrt 3 {.10^{ - 5}}\,\,\left( T \right)\).

Câu 7: Một ngọn đèn nhỏ \(S\) đặt ở đáy một bể nước \(\left( {n = \frac{4}{3}} \right)\), độ cao mực nước \(h = 60\,\,\left( {cm} \right)\). Bán kính \(r\) bé nhất của tấm gỗ tròn nổi trên mặt nước sao cho không một tia sáng nào từ \(S\) lọt ra ngoài không khí là:

A. \(r = 49\,\,\left( {cm} \right)\).      B. \(r = 53\,\,\left( {cm} \right)\).

C. \(r = 68\,\,\left( {cm} \right)\).      D. \(r = 51\,\,\left( {cm} \right)\).

Câu 8: Đường sức từ của dòng điện gây ra bởi

A. dòng điện thẳng là những đường thẳng song song với dòng điện.

B. dòng điện tròn là những đường thẳng song song và cách đều nhau.

C. dòng điện tròn là những đường tròn.

D. dòng điện trong ống dây đi ra từ cực Bắc, và đi vào cực Nam của cuộn dây đó.

Câu 9: Năng lượng từ trường của ống dây có dạng biểu thức là:

A. \(W = \frac{{{L^2}i}}{2}\).

B. \(W = L{i^2}\).

C. \(W = \frac{{L{i^2}}}{2}\).

D. \(W = \frac{{Li}}{2}\).

Câu 10: Chiếu một tia sáng đến lăng kính thì thấy tia ló ra là một tia sáng đơn sắc. Có thể kết luận tia sáng chiếu tới lăng kính là ánh sáng:

A. Chưa đủ căn cứ để kết luận.

B. Đơn sắc.

C. Tạp sắc.

D. Ánh sáng trắng.

Câu 11: Một hạt electron với vận tốc ban đầu bằng \(0\), được gia tốc qua một hiệu điện thế \(400\,\,\left( V \right)\). Tiếp đó, nó được dẫn vào một miền từ trường với véc-tơ cảm ứng từ vuông góc với véc-tơ vận tốc của electron. Quỹ đạo của electron là một đường tròn bán kính \(R = 7\,\,\left( {cm} \right)\). Độ lớn cảm ứng từ là

A. \(0,{96.10^{ - 3}}\,\,\left( T \right)\).

B. \(0,{93.10^{ - 3}}\,\,\left( T \right)\).

C. \(1,{02.10^{ - 3}}\,\,\left( T \right)\). 

D. \(1,{12.10^{ - 3}}\,\,\left( T \right)\).

Câu 12: Dòng điện trong kim loại là dòng dịch chuyển có hướng của:

A. các ion âm, electron tự do ngược chiều điện trường.

B. các electron tự do ngược chiều điện trường.

C. các ion, electron trong điện trường.

D. các electron, lỗ trống theo chiều điện trường.

Câu 13: Đơn vị của suất điện động là:

A. ampe \(\left( A \right)\).

B. Vôn \(\left( V \right)\).

C. fara \(\left( F \right)\).

D. vôn/mét \(\left( {V/m} \right)\).

Câu 14: Một bóng đèn có ghi \(D\left( {3V--3W} \right)\). Khi đèn sáng bình thường, điện trở có giá trị là

A. \(3\,\,\left( \Omega  \right)\).              B. \(12\,\,\left( \Omega  \right)\).

C. \(9\,\,\left( \Omega  \right)\).              D. \(6\,\,\left( \Omega  \right)\).

Câu 15: Nhận xét nào sau đây không đúng về cảm ứng từ:

A. Đặc trưng cho từ trường về phương diện tác dụng lực từ.

B. Trùng với hướng của từ trường.

C. Có đơn vị là Tesla.

D. Phụ thuộc vào chiều dài đoạn dây dẫn mang dòng điện.

Câu 16: Cho ánh sáng truyền từ không khí vào trong nước dưới góc tới \({30^0}\). Biết chiết suất của nước là \(\frac{4}{3}\), góc khúc xạ có giá trị là:

A. \({22^0}\).                    B. \({45^0}\).

C. \(41,{8^0}\).                 D. \({60^0}\).

Câu 17: Chiếu vào mặt bên một lăng kính có góc chiết quang \(A = {60^0}\) một chùm ánh sáng trắng hẹp coi như một tia sáng . Biết góc lệch của tia màu vàng là cực tiểu. Chiết suất của lăng kính với tia màu vàng là \({n_v} = 1,52\) và màu tím \({n_t} = 1,54\). Góc ló của tia màu tím bằng:

A. \({30^0}\).                    B. \(29,{6^0}\).

C. \(30,{4^0}\).                 D. \(51,{3^0}\).

Câu 18: Một dây dẫn có dòng điện chạy qua uốn thành một vòng dây tròn. Tại tâm vòng tròn, cảm ứng từ sẽ giảm khi

A. cường độ dòng điện giảm đi.

B. đường kính vòng dây giảm đi.

C. đường kính dây dẫn tăng lên.

D. cường độ dòng điện tăng lên.

Câu 19: Lăng kính phản xạ toàn phần là một khối lăng trụ thủy tinh có tiết diện thẳng là

A. một hình vuông.

B. một tam giác vuông cân.

C. một tam giác đều.

D. một tam giác bất kì.

Câu 20: Một đoạn dây dẫn dài \({\rm{l}} = 0,5\,\,m\) đặt trong từ trường đều sao cho dây dẫn vuông góc với vectơ cảm ứng từ \(\overrightarrow B \). Biết cảm ứng từ \(B = {2.10^{ - 3}}\,\,\left( T \right)\) và dây dẫn chịu lực từ \(F = {4.10^{ - 2}}\,\,\left( N \right)\). Cường độ dòng điện trong dây dẫn là:

A. \(8\sqrt 2 \,\,\left( A \right)\).           B. \(40\sqrt 2 \,\,\left( A \right)\).

C. \(80\,\,\left( A \right)\).               D. \(40\,\,\left( A \right)\).

Câu 21: Lực Lo – ren – xơ là

A. lực điện tác dụng lên điện tích.

B. lực từ tác dụng lên điện tích chuyển động trong từ trường.

C. lực từ tác dụng lên dòng điện.

D. lực Trái Đất tác dụng lên vật.

Câu 22: Hiện tượng hồ quang điện được ứng dụng:

A. trong điốt bán dẫn.

B. trong ống phóng điện tử.

C. trong kĩ thuật hàn điện.                                          

D. trong kĩ thuật mạ điện.

Câu 23: Cường độ dòng điện chạy qua tiết diện thẳng của dây dẫn là \(1,5\,\,\left( A \right)\) trong khoảng thời gian \(3\,\,\left( s \right)\). Khi đó điện lượng dịch chuyển qua tiết diện dây là

A. \(0,5\,\,\left( C \right)\). B. \(4\,\,\left( C \right)\).

C. \(2\,\,\left( C \right)\).    D. \(4,5\,\,\left( C \right)\).

Câu 24: Cường độ điện trường do một điện tích điểm \(Q\) trong môi trường chân không, gây ra tại một điểm \(M\) cách \(Q\) một khoảng \(r\), được xác định theo biểu thức:

A. \({E_M} = k\frac{{\left| Q \right|}}{{{r^2}}}\).

B. \({E_M} = k\frac{{\left| Q \right|}}{r}\).

C. \({E_M} = k\frac{{\left| {Q.q} \right|}}{{{r^2}}}\).

D. \({E_M} = k\frac{{\left| Q \right|}}{{\varepsilon r}}\).

Câu 25: Trong môi trường điện môi có hằng số điện môi \(\varepsilon \), lực tương tác điện giữa hai điện tích điểm

A. Không đổi với mọi môi trường.

B. Tăng \(\varepsilon \) so với khi đặt trong chân không.

C. Có thể tăng hoặc giảm so với khi đặt trong chân không.

D. Giảm \(\varepsilon \) so với khi đặt trong chân không.

Câu 26: Trong hiện tượng khúc xạ ánh sáng, khi góc tới tăng thì góc khúc xạ

A. Tăng tỉ lệ thuận với góc tới.

B. Giảm.

C. Tăng theo.

D. Có thể tăng hoặc giảm tùy thuộc vào chiết suất hai môi trường.

Câu 27: Biết rằng điện trở mạch ngoài của một nguồn điện tăng từ \({R_1} = 3\,\,\Omega \) đến \({R_2} = 10,5\,\,\Omega \) thì hiệu suất của nguồn tăng gấp \(2\) lần. Điện trở trong của nguồn bằng

A. \(7\,\,\left( \Omega  \right)\).                  B. \(9\,\,\left( \Omega  \right)\).

C. \(8\,\,\left( \Omega  \right)\).                  D. \(6\,\,\left( \Omega  \right)\).

Câu 28: Chọn câu đúng:

A. Điện dung của tụ là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ.

B. Điện tích trên hai bản tụ có cùng độ lớn, cùng dấu.

C. Năng lượng điện trường là năng lượng tích trữ trong cuộn dây.

D. Tụ điện gồm hai bản cách điện ngăn cách nhau bởi \(1\) lớp dẫn điện.

Câu 29: Một cuộn cảm có độ tự cảm \(0,1\,\,\left( H \right)\), trong đó có dòng điện biến thiên đều \(200\,\,\left( {A/s} \right)\) thì suất điện động tự cảm xuất hiện có độ lớn:

A. \(10\,\,\left( V \right)\).                B. \(20\,\,\left( V \right)\).

C. \(0,1\,\,\left( {kV} \right)\).             D. \(2\,\,\left( {kV} \right)\).

Câu 30: Tiết diện thẳng của một lăng kính là tam giác đều. Một tia sáng đơn sắc chiếu tới mặt bên lăng kính và cho tia ló đi ra từ một mặt bên khác. Nếu góc tới và góc ló là \({45^0}\) thì góc lệch giữa tia tới và tia ló là

A. \({10^0}\).                    B. \({20^0}\).

C. \({30^0}\).                    D. \({40^0}\).

Câu 31: Biểu thức nào sau đây là đúng?

A. \({U_{MN}} = \frac{{{A_{MN}}}}{{{d_{MN}}}}\).

B. \({U_{MN}} = \frac{1}{{{U_{NM}}}}\).

C. \({U_{MN}} = {V_N} - {V_M}\).

D. \({U_{MN}} = {V_M} - {V_N}\).

Câu 32: Đặt một thước dài \(70\,\,cm\) theo phương thẳng đứng vuông góc với đáy bể nước nằm ngang (đầu thước chạm đáy bể). Chiều cao lớp nước là \(40\,\,cm\) và chiết suất là \(\frac{4}{3}\). Nếu các tia sáng mặt trời tới nước dưới góc tới \(i\,\,\left( {sin{\rm{ }}i = 0,8} \right)\) thì bóng của thước dưới đáy bể là

A. \(50\,\,cm\).                   B. \(60\,\,cm\).

C. \(70\,\,cm\).                   D. \(80\,\,cm\).

Câu 33: Hiện tượng khúc xạ là hiện tượng

A. ánh sáng bị gãy khúc khi truyền xiên góc qua mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt khác nhau.

B. ánh sáng bị giảm cường độ khi truyền qua mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt khác nhau.

C. ánh sáng bị thay đổi màu sắc khi truyền qua mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt khác nhau.

D. ánh sáng bị hắt lại môi trường cũ khi truyền tới mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt khác nhau.

Câu 34: Một lăng kính đặt trong không khí, có góc chiết quang \(A = {30^0}\) nhận một tia sáng tới vuông góc với mặt bên \(AB\) và tia ló sát mặt bên \(AC\) của lăng kính. Chiết suất \(n\) của lăng kính

A. \(0\).                              B. \(0,5\).

C. \(1,5\).                           D. \(2\).

Câu 35: Cho mạch điện kín gồm một nguồn điện có suất điện động \(10\,\,V\), điện trở trong bằng \(2\,\,\Omega \), và mạch ngoài có điện trở \(18\,\,\left( \Omega  \right)\). Cường độ dòng điện chạy trong mạch là:

A. \(1\,\,\left( A \right)\).                   B. \(0,5\,\,\left( A \right)\).

C. \(0,25\,\,\left( A \right)\).             D. \(2\,\,\left( A \right)\).

Câu 36: Một hạt proton chuyển động với vận tốc \({2.10^6}\,\,m/s\) vào vùng không gian có từ trường đều \(B = 0,02\,\,\left( T \right)\) theo hướng hợp với véc-tơ cảm ứng từ một góc \({30^0}\). Biết điện tích của hạt proton là \(1,{6.10^{ - 19}}\,\,\left( C \right)\). Lực Lorenxo tác dụng lên proton là

A. \({3.10^{ - 15}}\,\,\left( N \right)\). 

B. \(3,{2.10^{ - 15}}\,\,\left( N \right)\).

C. \(2,{4.10^{ - 15}}\,\,\left( N \right)\). 

D. \({2.6.10^{ - 15}}\,\,\left( N \right)\).

Câu 37: Có một số điện trở có \(r = 3\,\,\Omega \). Số điện trở \(r\) tối thiểu phải dùng để mắc thành mạch có điện trở \(5\,\,\left( \Omega  \right)\) là:

A. \(2\).                              B. \(3\).

C. \(4\).                              D. \(5\).

Câu 38: Cho dòng điện có cường độ \(2\,\,\left( A \right)\) chạy qua bình điện phân đựng dung dịch muối đồng có cực dương bằng đồng trong \(1\) giờ \(4\) phút \(20\) giây. Khối lượng đồng bám vào cực âm là

A. \(2,65\,\,g\).                   B. \(2,56\,\,g\).

C. \(5,62\,\,g\).                   D. \(6,25\,\,g\).

Câu 39: Cảm ứng từ \(B\) của dòng điện thẳng gây ra tại điểm \(M\), cách dòng điện \(3\,\,cm\) bằng \(2,{4.10^{ - 5}}\,\,\left( T \right)\). Cường độ dòng điện chạy trong dây dẫn là:

A. \(7,2\,\,\left( A \right)\).

B. \(3,6\,\,\left( A \right)\).

C. \(0,72\,\,\left( A \right)\). 

D. \(0,36\,\,\left( A \right)\).

Câu 40: Điện năng tiêu thụ được đo bằng

A. vôn kế.

B. tĩnh điện kế.

C. ampe kế.

D. công tơ điện.

Lời giải chi tiết

Câu 1:

Phương pháp:

Góc lệch: \(D = \left( {n - 1} \right)A\)

Cách giải:

Góc lệch của tia ló so với tia tới là:

\(D = \left( {n - 1} \right)A = \left( {1,5 - 1} \right){.8^0} = {4^0}\)

Chọn C.

Câu 2:

Phương pháp:

Từ thông: \(\Phi  = BS\cos \alpha \) với \(\alpha  = \left( {\overrightarrow B ;\overrightarrow n } \right)\)

Cách giải:

Ta có: \(\alpha  = \left( {\overrightarrow B ;\overrightarrow n } \right) = {90^0} - {30^0} = {60^0}\)

Từ thông qua khung dây là:

\(\Phi  = BS\cos \alpha \\ \Rightarrow B = \frac{\Phi }{{S\cos \alpha }} = \frac{{{{3.10}^{ - 5}}}}{{{{10.10}^{ - 4}}.cos{{60}^0}}} \\= {6.10^{ - 2}}\,\,\left( T \right)\)

Chọn D.

Câu 3:

Phương pháp:

Sử dụng lý thuyết từ thông

Cách giải:

Đơn vị của từ thông là Vêbe \(\left( {Wb} \right)\).

Chọn C.

Câu 4:

Phương pháp:

Sử dụng lý thuyết phản xạ toàn phần

Cách giải:

Góc giới hạn phản xạ toàn phần được xác định: \(\sin {i_{gh}} = \frac{{{n_2}}}{{{n_1}}} \to \) A sai

Phản xạ toàn phần chỉ xảy ra khi ánh sáng đi từ môi trường chiết quang sang môi trường kém chết quang hơn

→ B đúng

Phản xạ toàn phần xảy ra khi góc tới lớn hơn góc giới hạn phản xạ toàn phần \({i_{gh}}\) → C đúng

Khi có phản xạ toàn phần thì toàn bộ ánh sáng phản xạ trở lại môi trường ban đầu chứa chùm tia sáng tới

→ D đúng

Chọn A.

Câu 5:

Phương pháp:

Cảm ứng từ tại tâm vòng dây: \(B = 2\pi {.10^{ - 7}}\frac{{NI}}{R}\)

Cách giải:

Cảm ứng từ tại tâm của khung dây là:

\(B = 2\pi {.10^{ - 7}}\frac{{NI}}{R} = 2\pi {.10^{ - 7}}.\frac{{10.0,3}}{{{{4.10}^{ - 2}}}} \\= 4,{7.10^{ - 5}}\,\,\left( T \right)\)

Chọn C.

Câu 6:

Phương pháp:

Cảm ứng từ do dòng điện thẳng gây ra: \(B = {2.10^{ - 7}}\frac{I}{r}\)

Nguyên lí chồng chất từ trường: \(\overrightarrow B  = \overrightarrow {{B_1}}  + \overrightarrow {{B_2}}  + ...\)

Cách giải:

Ta có hình vẽ:

Cảm ứng từ do mỗi dòng điện gây ra là: \({B_1} = {B_2} = {2.10^{ - 7}}\frac{I}{x}\)

Từ hình vẽ ta thấy: \(B = 2{B_1}\cos \alpha \)

Lại có: \(\cos \alpha  = \frac{{\sqrt {{x^2} - {{\left( {\frac{a}{2}} \right)}^2}} }}{x} = \frac{{\sqrt {{x^2} - \frac{{{a^2}}}{4}} }}{x}\) \( \Rightarrow B = {2.2.10^{ - 7}}I.\frac{{\sqrt {{x^2} - \frac{{{a^2}}}{4}} }}{{{x^2}}}\)

Xét hàm số: \(y = \frac{{\sqrt {{x^2} - \frac{{{a^2}}}{4}} }}{{{x^2}}} = \sqrt {\frac{1}{{{x^2}}} - \frac{{{a^2}}}{{4{x^4}}}} \)

Ta có: \({y^2} = \frac{1}{{{x^2}}} - \frac{{{a^2}}}{{4{x^4}}} \\=  - {\left( {\frac{a}{2}} \right)^2}.{\left( {\frac{1}{{{x^2}}}} \right)^2} + 2.\frac{a}{2}.\frac{1}{a}.\frac{1}{{{x^2}}} - {\left( {\frac{1}{a}} \right)^2} + {\left( {\frac{1}{a}} \right)^2}\)

\( \Rightarrow {y^2} =  - {\left( {\frac{a}{2}.\frac{1}{{{x^2}}} - \frac{1}{a}} \right)^2} + \frac{1}{{{a^2}}}\)

Mà \({\left( {\frac{a}{2}.\frac{1}{{{x^2}}} - \frac{1}{a}} \right)^2} \ge 0 \\\Rightarrow  - {\left( {\frac{a}{2}.\frac{1}{{{x^2}}} - \frac{1}{a}} \right)^2} + \frac{1}{{{a^2}}} \le \frac{1}{{{a^2}}}\)

\( \Rightarrow {\left( {{y^2}} \right)_{\max }} = \frac{1}{{{a^2}}} \Rightarrow {y_{\max }} = \frac{1}{a}\)

Khi \(\frac{a}{2}.\frac{1}{{{x^2}}} - \frac{1}{a} = 0 \Rightarrow \frac{1}{{{x^2}}} = \frac{2}{{{a^2}}}\\ \Rightarrow x = \frac{a}{{\sqrt 2 }} = 5\sqrt 2 \,\,\left( {cm} \right)\)

\( \Rightarrow {B_{\max }} = {2.2.10^{ - 7}}I.{y_{\max }}\\ = {2.2.10^{ - 7}}.I.\sqrt {\frac{1}{{{a^2}}}}  = {4.10^{ - 5}}\,\,\left( T \right)\)

Chọn B.

Câu 7:

Phương pháp:

Để không có tia sáng ra ngoài không khí, tia sáng bị phản xạ toàn phần

Điều kiện góc tới để có phản xạ toàn phần: \(i \ge {i_{gh}}\) với \(\sin {i_{gh}} = \frac{{{n_2}}}{{{n_1}}}\)

Cách giải:

Để không có tia sáng ra ngoài không khí, tia sáng bị phản xạ toàn phần tại mặt phân cách

Để xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần, ta có:

\(\sin i \ge \sin {i_{gh}} \Rightarrow \sin i \ge \frac{1}{n}\)

Lại có: \(\sin i = \frac{r}{{\sqrt {{r^2} + {h^2}} }} = \frac{1}{{\sqrt {1 + \frac{{{h^2}}}{{{r^2}}}} }}\)

\(\begin{array}{l} \Rightarrow \frac{1}{{\sqrt {1 + \frac{{{h^2}}}{{{r^2}}}} }} \ge \frac{1}{n} \Rightarrow \sqrt {1 + \frac{{{h^2}}}{{{r^2}}}}  \le n\\ \Rightarrow 1 + \frac{{{h^2}}}{{{r^2}}} \le {n^2} \Rightarrow \frac{{{h^2}}}{{{r^2}}} \le {n^2} - 1\\ \Rightarrow \frac{h}{r} \le \sqrt {{n^2} - 1}  \Rightarrow r \ge \frac{h}{{\sqrt {{n^2} - 1} }} \\\Rightarrow {r_{\min }} = \frac{h}{{\sqrt {{n^2} - 1} }} = \frac{{60}}{{\sqrt {{{\left( {\frac{4}{3}} \right)}^2} - 1} }} \approx 68\,\,\left( {cm} \right)\end{array}\)

Chọn C.

Câu 8:

Phương pháp:

Ứng dụng quy tắc nắm tay phải

Cách giải:

Áp dụng quy tắc nắm tay phải, ta có:

Cảm ứng từ của dòng điện thẳng là những đường tròn đồng tâm

Cảm ứng từ của dòng điện tròn là đường thẳng đi qua tâm, vuông góc với vòng dây

Cảm ứng từ trong ống dây là những đường thẳng song song cách đều nhau, đi ra từ cực Bắc và đi vào cực Nam của ống dây

Chọn D.

Câu 9:

Phương pháp:

Năng lượng từ trường của ống dây: \(W = \frac{{L{i^2}}}{2}\)

Cách giải:

Năng lượng từ trường của ống dây có dạng biểu thức là: \(W = \frac{{L{i^2}}}{2}\)

Chọn C.

Câu 10:

Phương pháp:

Tia sáng gồm nhiều ánh sáng đơn sắc, khi đi qua lăng kính bị tán sắc thành nhiều ánh sáng đơn sắc

Cách giải:

Tia sáng gồm nhiều ánh sáng đơn sắc, khi đi qua lăng kính bị tán sắc thành nhiều ánh sáng đơn sắc

→ Tia ló ra là một tia sáng đơn sắc → tia sáng chiếu tới là ánh sáng đơn sắc

Chọn B.

Câu 11:

Phương pháp:

Công của lực điện: \(A = \left| q \right|.U\)

Định lí biến thiên động năng: \({W_{ds}} - {W_{dt}} = A\)

Bán kính chuyển động của điện tích trong từ trường: \(R = \frac{{mv}}{{\left| q \right|B}}\)

Cách giải:

Áp dụng định lí biến thiên động năng cho electron, ta có:

\({W_{ds}} - {W_{dt}} = A \Rightarrow \frac{1}{2}m{v^2} - 0 = \left| e \right|.U\\ \Rightarrow v = \sqrt {\frac{{2\left| e \right|.U}}{m}} \)

Bán kính chuyển động của electron tỏng từ trường là:

\(\begin{array}{l}R = \frac{{mv}}{{\left| e \right|B}} = \frac{{m.\sqrt {\frac{{2\left| e \right|U}}{m}} }}{{\left| e \right|.B}} = \frac{1}{B}.\sqrt {\frac{{2m.U}}{{\left| e \right|}}}\\  \Rightarrow B = \frac{1}{R}.\sqrt {\frac{{2m.U}}{{\left| e \right|}}} \\ \Rightarrow B = \frac{1}{{{{7.10}^{ - 2}}}}.\sqrt {\frac{{2.9,{{1.10}^{ - 31}}.400}}{{\left| { - 1,{{6.10}^{ - 19}}} \right|}}}  \approx 0,{96.10^{ - 3}}\,\,\left( T \right)\end{array}\)

Chọn A.

Câu 12:

Phương pháp:

Sử dụng lý thuyết dòng điện trong kim loại

Cách giải:

Dòng điện trong kim loại là dòng dịch chuyển có hướng của các electron tự do ngược chiều điện trường

Chọn B.

Câu 13:

Phương pháp:

Sử dụng lý thuyết suất điện động của nguồn điện

Cách giải:

Đơn vị của suất điện động là Vôn \(\left( V \right)\).

Chọn B.

Câu 14:

Phương pháp:

Điện trở của bóng đèn: \(R = \frac{{{U_{dm}}^2}}{{{P_{dm}}}}\)

Cách giải:

Điện trở của bóng đèn là: \(R = \frac{{{U_{dm}}^2}}{{{P_{dm}}}} = \frac{{{3^2}}}{3} = 3\,\,\left( W \right)\)

Chọn A.

Câu 15:

Phương pháp:

Sử dụng lý thuyết cảm ứng từ

Cách giải:

Cảm ứng từ đặc trưng cho từ trường về phương diện tác dụng lực từ → A đúng

Vecto cảm ứng từ tại một điểm có trùng với hướng của từ trường tại điểm đó → B đúng

Cảm ứng từ có đơn vị là Tesla \(\left( T \right)\) → C đúng

Độ lớn cảm ứng từ không phụ thuộc vào chiều dài đoạn dây dẫn mang dòng điện → D sai

Chọn D.

Câu 16:

Phương pháp:

Công thức định luật khúc xạ ánh sáng: \(\sin i = n\sin r\)

Cách giải:

Áp dụng công thức định luật khúc xạ ánh sáng, ta có:

\(\sin i = n\sin r \Rightarrow \sin r = \frac{{\sin i}}{n}\\ \Rightarrow \sin r = \frac{{\sin {{30}^0}}}{{\frac{4}{3}}} = 0,375 \Rightarrow r \approx {22^0}\)

Chọn A.

Câu 17:

Phương pháp:

Công thức lăng kính: \(\left\{ \begin{array}{l}\sin {i_1} = n\sin {r_1};\,\,sin{i_2} = n\sin {r_2}\\{r_1} + {r_2} = A\\D = {i_1} + {i_2} - A\end{array} \right.\)

Công thức liên quan đến góc lệch cực tiểu: \(\left\{ \begin{array}{l}{D_{\min }} = 2{i_{\min }} - A\\\sin \frac{{{D_{\min }} + A}}{2} = n\sin \frac{A}{2}\end{array} \right.\)

Cách giải:

Tia màu vàng có góc lệch cực tiểu, ta có:

\(\begin{array}{l}\sin \frac{{{D_{\min }} + A}}{2} = {n_v}\sin \frac{A}{2} \Rightarrow \sin \frac{{{D_{\min }} + {{60}^0}}}{2}\\ = 1,52.\sin \frac{{{{60}^0}}}{2}\\ \Rightarrow \sin \frac{{{D_{\min }} + {{60}^0}}}{2} = 0,76\\ \Rightarrow \frac{{{D_{\min }} + {{60}^0}}}{2} = 49,{46^0} \Rightarrow {D_{\min }} = 38,{92^0}\end{array}\)

Lại có: \({D_{\min }} = 2{i_{\min }} - A \Rightarrow {i_{\min }} = \frac{{{D_{\min }} + A}}{2} = 49,{46^0}\)

Tia sáng rất hẹp → góc tới của tia màu tím bằng góc tới của tia màu vàng: \({i_{1t}} = {i_{\min }} = 49,{46^0}\)

Áp dụng công thức lăng kính, ta có:

\(\begin{array}{l}\sin {i_{1t}} = {n_t}\sin {r_{1t}} \Rightarrow \sin {r_{1t}} = \frac{{\sin {i_{1t}}}}{{{n_t}}} = \frac{{\sin 49,46}}{{1,54}}\\ \Rightarrow \sin {r_{1t}} = \frac{{0,76}}{{1,54}} = 0,4935 \Rightarrow {r_{1t}} = 29,{57^0}\end{array}\)

Lại có: \({r_{1t}} + {r_{2r}} = A \Rightarrow {r_{2t}} = A - {r_{1t}} \\= {60^0} - 29,{57^0} = 30,{43^0}\)

\(\sin {i_{2t}} = {n_t}\sin {r_{2t}} = 1,54.\sin 30,{43^0}\\ \Rightarrow \sin {i_{2t}} \approx 0,78 \\\Rightarrow {i_{2t}} = 51,{26^0} \approx 51,{3^0}\)

Chọn D.

Câu 18:

Phương pháp:

Cảm ứng từ tại tâm dòng điện tròn: \(B = 2\pi {.10^{ - 7}}\frac{I}{r}\)

Cách giải:

Cảm ứng từ tại tâm dòng điện tròn: \(B = 2\pi {.10^{ - 7}}\frac{I}{r} \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}B \sim I\\B \sim \frac{1}{r}\end{array} \right.\)

→ cảm ứng từ B giảm khi cường độ dòng điện giảm hoặc đường kính vòng dây tăng

Chọn A.

Câu 19:

Phương pháp:

Sử dụng lý thuyết lăng kính

Cách giải:

Lăng kính phản xạ toàn phần là một khối lăng trụ thủy tinh có tiết diện thẳng là một tam giác vuông cân

Chọn B.

Câu 20:

Phương pháp:

Lực từ: \(F = IB{\rm{l}}\sin \alpha \)

Cách giải:

Lực từ tác dụng lên dây dẫn là:

\(F = IB{\rm{l}}\sin \alpha \\ \Rightarrow I = \frac{F}{{B{\rm{l}}\sin \alpha }} = \frac{{{{4.10}^{ - 2}}}}{{{{2.10}^{ - 3}}.0,5.\sin {{90}^0}}} = 40\,\,\left( A \right)\)

Chọn D.

Câu 21:

Phương pháp:

Sử dụng lý thuyết lực Lo – ren – xơ

Cách giải:

Lực Lo – ren – xơ là lực từ tác dụng lên điện tích chuyển động trong từ trường.

Chọn B.

Câu 22:

Phương pháp:

Sử dụng lý thuyết ứng dụng của hồ quang điện

Cách giải:

Hiện tượng hồ quang điện được ứng dụng trong kĩ thuật hàn điện

Chọn C.

Câu 23:

Phương pháp:

Cường độ dòng điện: \(I = \frac{q}{t}\)

Cách giải:

Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn là:

\(I = \frac{q}{t} \Rightarrow q = I.t = 1,5.3 = 4,5\,\,\left( C \right)\)

Chọn D.

Câu 24:

Phương pháp:

Cường độ điện trường do điện tích điểm gây ra: \(E = k\frac{{\left| Q \right|}}{{\varepsilon {r^2}}}\)

Cách giải:

Cường độ điện trường do điện tích gây ra trong chân không là: \({E_M} = k\frac{{\left| Q \right|}}{{{r^2}}}\)

Chọn A.

Câu 25:

Phương pháp:

Lực tương tác giữa hai điện tích điểm: \(F = k\frac{{\left| {{q_1}{q_2}} \right|}}{{\varepsilon {r^2}}}\)

Cách giải:

Lực tương tác giữa hai điện tích điểm: \(F = k\frac{{\left| {{q_1}{q_2}} \right|}}{{\varepsilon {r^2}}} \Rightarrow F \sim \frac{1}{\varepsilon }\)

Khi đặt trong chân không, lực tương tác giữa hai điện tích:

\({F_0} = k\frac{{\left| {{q_1}{q_2}} \right|}}{{{r^2}}} = \varepsilon F \Rightarrow F = \frac{{{F_0}}}{\varepsilon }\)

Chọn D.

Câu 26:

Phương pháp:

Công thức định luật khúc xạ ánh sáng: \({n_1}\sin i = {n_2}\sin r\)

Cách giải:

Ta có công thức định luật khúc xạ ánh sáng:

\({n_1}\sin i = {n_2}\sin r \Rightarrow \sin r = \frac{{{n_2}}}{{{n_1}}}\sin i\)

Góc khúc xạ tăng → \(\sin i\) tăng → \(\sin r\) tăng → \(r\) tăng

Chọn C.

Câu 27:

Phương pháp:

Hiệu suất của nguồn điện: \(H = \frac{R}{{R + r}}\)

Cách giải:

Khi điện trở mạch ngoài là \({R_1};\,\,{R_2}\), hiệu suất của nguồn điện là: \(\left\{ \begin{array}{l}{H_1} = \frac{{{R_1}}}{{{R_1} + r}}\\{H_2} = \frac{{{R_2}}}{{{R_2} + r}}\end{array} \right.\)

Theo đề bài ta có:

\({H_2} = 2{H_1} \Rightarrow \frac{{{R_2}}}{{{R_2} + r}} = 2\frac{{{R_1}}}{{{R_1} + r}} \\\Rightarrow \frac{{10,5}}{{10,5 + r}} = \frac{{2.3}}{{3 + r}} \Rightarrow r = 7\,\,\left( \Omega  \right)\)

Chọn A.

Câu 28:

Phương pháp:

Sử dụng lý thuyết tụ điện

Cách giải:

Điện dung của tụ điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích điện của tụ → A đúng

Điện tích trên hai bản tụ có cùng độ lớn, khác dấu → B sai

Năng lượng điện trường là năng lượng tích trữ trong tụ điện → C sai

Tụ điện gồm hai bản cách điện ngăn cách nhau bởi \(1\) lớp cách điện → D sai

Chọn A.

Câu 29:

Phương pháp:

Suất điện động tự cảm: \({e_{tc}} =  - L\frac{{\Delta i}}{{\Delta t}}\)

Cách giải:

Độ lớn của suất điện động tự cảm trong cuộn cảm là:

\(\left| {{e_{tc}}} \right| = L\frac{{\Delta i}}{{\Delta t}} = 0,1.200 = 20\,\,\left( V \right)\)

Chọn B.

Câu 30:

Phương pháp:

Công thức liên quan tới góc lệch cực tiểu: \(\left\{ \begin{array}{l}{i_1} = {i_2} = {i_m}\\{D_m} = 2{i_m} - A\end{array} \right.\)

Cách giải:

Ta thấy \({i_1} = {i_2} = {45^0} \to \) tia sáng có góc lệch cực tiểu

Góc lệch cực tiểu giữa tia tới và tia ló là:

\({D_m} = 2{i_m} - A = {2.45^0} - {60^0} = {30^0}\)

Chọn C.

Câu 31:

Phương pháp:

Sử dụng lý thuyết điện thế, hiệu điện thế

Cách giải:

Hiệu điện thế giữa hai điểm \(M,\,\,N\) là: \({U_{MN}} = {V_M} - {V_N}\)

Chọn D.

Câu 32:

Phương pháp:

Công thức định luật khúc xạ ánh sáng: \({n_1}\sin i = {n_2}\sin r\)

Cách giải:

Ta có hình vẽ:

Bóng của thước dưới đáy bể bằng độ dài đoạn \(BN\)

Áp dụng công thức định luật khúc xạ ánh sáng, ta có:

\({n_1}\sin i = {n_2}\sin r \Rightarrow 1.0,8 = \frac{4}{3}.sinr \Rightarrow sinr = 0,6\)

Lại có: \(\sin r = \frac{{MN}}{{IN}} = \frac{{MN}}{{\sqrt {M{N^2} + I{M^2}} }} \Rightarrow 0,6 = \frac{{MN}}{{\sqrt {M{N^2} + {{40}^2}} }}\)

\( \Rightarrow 0,36 = \frac{{M{N^2}}}{{M{N^2} + {{40}^2}}} \Rightarrow MN = 30\,\,\left( {cm} \right)\)

Ta có: \(\sin i = \sin \widehat {HAI} = \frac{{IH}}{{AI}} \Rightarrow 0,8 = \frac{{IH}}{{\sqrt {I{H^2} + A{H^2}} }}\)

\( \Rightarrow 0,64 = \frac{{I{H^2}}}{{I{H^2} + {{30}^2}}} \Rightarrow IH = 40\,\,\left( {cm} \right)\)

Chiều dài bóng của thước dưới đáy bể là:

\(BN = BM + MN = IH + MN = 40 + 30 \\= 70\,\,\left( {cm} \right)\)

Chọn C.

Câu 33:

Phương pháp:

Sử dụng lý thuyết hiện tượng khúc xạ ánh sáng

Cách giải:

Hiện tượng khúc xạ là hiện tượng ánh sáng bị gãy khúc khi truyền xiên góc qua mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt khác nhau

Chọn A.

Câu 34:

Phương pháp:

Công thức lăng kính: \(\left\{ \begin{array}{l}\sin {i_1} = n\sin {r_1};\,\,sin{i_2} = n\sin {r_2}\\{r_1} + {r_2} = A\\D = {i_1} + {i_2} - A\end{array} \right.\)

Công thức lượng giác: \(\sin \left( {a + b} \right) = \sin a\cos b + \sin b\cos a\)

Cách giải:

Tia tới vuông góc với mặt bên \(AB\) và tia ló sát mặt bên \(AC\) \( \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}{i_1} = {0^0}\\{i_2} = {90^0}\end{array} \right.\)

Áp dụng công thức lăng kính, ta có:

\(\begin{array}{l}\sin {i_1} = n\sin {r_1} \Rightarrow \sin {r_1} = \frac{{\sin {i_1}}}{n} = \frac{{\sin {0^0}}}{n} = 0\\ \Rightarrow {r_1} = {0^0}\\ \Rightarrow {r_2} = A - {r_1} = {30^0} - {0^0} = {30^0}\end{array}\)

\(\sin {i_2} = n\sin {r_2} \Rightarrow n = \frac{{\sin {i_2}}}{{\sin {r_2}}} = \frac{{\sin {{90}^0}}}{{\sin {{30}^0}}} = 2\)

Chọn D.

Câu 35:

Phương pháp:

Cường độ dòng điện qua mạch: \(I = \frac{E}{{R + r}}\)

Cách giải:

Cường độ dòng điện chạy trong mạch là: \(I = \frac{E}{{R + r}} = \frac{{10}}{{18 + 2}} = 0,5\,\,\left( A \right)\)

Chọn B.

Câu 36:

Phương pháp:

Lực Lo-ren-xơ: \({f_L} = \left| q \right|vB\sin \alpha \)

Cách giải:

Lực Lo-ren-xơ tác dụng lên proton là:

\({f_L} = \left| q \right|vB\sin \alpha  \\= 1,{6.10^{ - 19}}{.2.10^6}.0,02.\sin {30^0}\\ = 3,{2.10^{ - 15}}\,\,\left( N \right)\)

Chọn B.

Câu 37:

Phương pháp:

Điện trở tương đương của đoạn mạch mắc nối tiếp: \({R_{nt}} = {R_1} + {R_2} + ...\)

Điện trở tương đương của đoạn mạch mắc song song: \(\frac{1}{{{R_{//}}}} = \frac{1}{{{R_1}}} + \frac{1}{{{R_2}}} + ...\)

Cách giải:

Do \({R_{td}} > r \to \) có ít nhất 1 điện trở \(r\) mắc nối tiếp với \({R_x}\)

Ta có: \({R_{td}} = r + {R_x} \Rightarrow {R_x} = {R_{td}} - r = 5 - 3 = 2\,\,\left( \Omega  \right)\)

Ta thấy \({R_x} < r \to \) có ít nhất 1 điện trở \(r\) mắc song song với \({R_y}\)

Ta có: \(\frac{1}{{{R_x}}} = \frac{1}{r} + \frac{1}{{{R_y}}} \Rightarrow \frac{1}{2} = \frac{1}{3} + \frac{1}{{{R_y}}} \Rightarrow {R_y} = 6\,\,\left( \Omega  \right)\)

Ta thấy \({R_y} = 6\Omega  = 2r \to \) đoạn mạch \({R_y}\) gồm \(2\) điện trở \(r\) mắc nối tiếp

Ta có sơ đồ mạch điện:

Vậy cần ít nhất \(4\) điện trở

Chọn C.

Câu 38:

Phương pháp:

Khối lượng đồng bám vào cực âm: \(m = \frac{1}{F}.\frac{{AIt}}{n}\)

Cách giải:

Khối lượng đồng bám vào cực âm là:

\(m = \frac{1}{F}.\frac{{AIt}}{n} \\= \frac{1}{{96500}}.\frac{{64.2.\left( {1.3600 + 4.60 + 20} \right)}}{2} = 2,56\,\,\left( g \right)\)

Chọn B.

Câu 39:

Phương pháp:

Cảm ứng từ do dòng điện thẳng gây ra: \(B = {2.10^{ - 7}}\frac{I}{r}\)

Cách giải:

Cảm ứng từ do dòng điện thẳng gây ra tại điểm \(M\) là:

\(B = {2.10^{ - 7}}\frac{I}{r} \Rightarrow 2,{4.10^{ - 5}} = {2.10^{ - 7}}.\frac{I}{{{{3.10}^{ - 2}}}} \\\Rightarrow I = 3,6\,\,\left( A \right)\)

Chọn B.

Câu 40:

Phương pháp:

Sử dụng lý thuyết điện năng

Cách giải:

Điện năng tiêu thụ được đo bằng công tơ điện.

Chọn D.