ÔN TẬP THI TỐT NGHIỆP NĂM 2011 MÔN VẬT LÝ

Chia sẻ: Nhi Linh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

130
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'ôn tập thi tốt nghiệp năm 2011 môn vật lý', tài liệu phổ thông, ôn thi đh-cđ phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: ÔN TẬP THI TỐT NGHIỆP NĂM 2011 MÔN VẬT LÝ

ÔN TẬP THI TỐT NGHIỆP NĂM 2011 MÔN VẬT LÝ PHẦN: Tĩnh điện học Bài 1 Hai quả cầu kim loại nhỏ A và B có cùng khối lượng riêng D có bán kính lần lượt là r và 2r, được treo vào cùng một điểm O bằng hai sợi dây mảnh cách điện không giãn (có khối lư ợng không đ áng kể) có cùng chiều d ài l. Ban đầu h ai quả cầu cân b ằng, tích đ iện cho hai quả cầu đ iện tích 3q, chúng đ ẩy nhau. Hãy tính góc lệch của các dây treo so với phương thẳng đứng. Giả thiết góc lệch nhỏ. Cho biết, với cùng thể thế, điện tích của mỗi q uả cầu kim loại tỉ lệ thu ận với b án kính q5 của nó. q3 Bài 2: Cho h ệ điện tích cố định gồm 6 hạt  đ iện tích bố trí như hình vẽ, trong đó a=4cm 0 q6 và   30 . Điện tích của 6 hạt cùng độ lớn q4 -6 q =6.10 C. Hãy xác định lực tĩnh điện do các a a q2 2a q1 đ iện tích còn lại tác dụng lên q1. Bài 3: Hai qu ả cầu kim loại nhỏ, hoàn to àn như nhau, đ ược treo vào cùng một đ iểm O b ằng hai sợi dây m ảnh cách đ iện (không giãn khối lượng không đ áng kể) có cùng chiều d ài l=20 cm mặt n goài của chúng tiếp xúc nhau. Sau khi truyền cho mộ t trong hai quả cầu đ iện tích q0=4.10-7 C chúng đẩy n hau, và góc giữa hai dây treo là 600 a) Tìm khối lượng của mỗi quả cầu? b ) Khi hệ thống vào dầu ho ả, người ta thấy góc giữa h ai dây treo qu ả cầu bây giờ ch ỉ bằng 540. Hãy tìm khối lượng riêng D1 của ch ất làm qu ả cầu. c) Muốn cho góc giữa h ai d ây treo trong không kh í và trong dầu hoả là như nhau thì khối lương riêng của ch ất làm qu ả cầu ph ải bằng bao nhiêu? Bài 4: Mộ t thanh cách điện chiều dài l=40cm, được treo nằm n gang tại trung điểm O của nó b ằng một sợi d ây bạc có hằng số xoắn C= 3.10-8 N.m/rad; ở một đầu thanh có gắn một viên bi kim lo ại nhỏ A. Dịch chuyển đ iểm treo để đưa thanh lại gần viên bi nhỏ B đ ặt cố đ ịnh , sao cho viên bi A tiếp xúc với viên bi B ở vị trí cân bằng và sợi dây b ạc không xoắn. Truyền cho B một đ iện tích q, đồng th ời quay (xoắn) đ ầu trên của sợi d ây bạc một góc 1  900 theo chiều làm cho A lại gần B, người ta th ấy khi thanh nằm cân b ằng thì khoảng cách góc giữa A và B là  2  ·0 B  600 . Hãy tìm độ lớn của đ iện tích q đã truyền A cho viên bi B. Cho biết khi d ây bạc b ị xo ắn một góc  thì có momen xo ắn M  C . tác dụng lên thanh. Bài 5. Hai quả cầu nhỏ khối lượng m, M mang đ iện tích –q và +Q tương ứng ( Q  q ). u r Ban đầu hai quả cầu cách nhau một khoảng l, được đặt trong điện trường E sao cho u r véctơ E có hướng từ m đến M. Hãy tìm gia tốc chuyển động giữa các quả cầu và cường ur độ điện trường E , biết rằng kho ảng cách giữa hai qủa cầu luôn không đổi. Bỏ qua tác dụng của trọng lực. Bài 6: Ở hai đầu một thanh nh ẹ cách đ iện (khối lượn g của thanh không đáng kể) có gắn h ai viên bi nhỏ A và B, có khối lượng m1, m 2 và điện tích q1, q 2 tương ứng. Thanh có thể quay không ma sát xung quanh một trục nằm ngang vuông góc với thanh, trục quay cr ách u viên bi A và B các khoảng l1, l2 tương ứng. Hệ thống được đ ặt trong điện trường đều E có
phương th ẳng đứng, hướng từ dưới lên trên. Ban đầu người ta giữ cho thanh nằm ngang, rồi sau đó buông ra không vận tốc đ ầu. u r a) Muốn thanh vẫn nằm cân bằng ở vị trí nằm ngang thì cường độ đ iện trường E 0 ph ải có độ lớn là b ao nhiêu? E0 b ) Giả sử cường độ đ iện trường có độ lớn b ằng , tính vận tốc của viên bi B khi 2 thanh đi qua vị trí thẳng đứng. Cho biết thế năng (điện) của điện tích q đ ặt tại đ iểm có đ iện thế V có độ lớn bằng qV. Bài 7: Hai qu ả cầu kim loại nhỏ có cùng bán kính và cùng kh ối lượng m=5g được gắn vào h ai đầu một thanh đ iện môi cứng, m ảnh (kh ối lượng không r đ áng kể), dài l=10cm. Tích điện cho hai quả cầu đ ể chúng có đ iện u r v0 tích q1=q=10 -7 C và q2= -q, rồi đặt chúng vào trong mộ t đ iện E u r trư ờng đều E có cư ờng độ E=104 V/m và có chiều hướng từ đ iện tích –q sang +q (h ình vẽ). Ngư ời ta truyền đồng thời cho hai quả cầu cùng vận tốc v0=10m/s có chiều như trên hình vẽ. Hỏi khi đó r thanh quay đ i được một góc bằng bao nhiêu? v0 Bài 8: Tai các đỉnh của đa giác đều có n =2001 cạnh (độ dài mỗi cạnh a=1cm ), có gắn các quả cầu nhỏ có cùng điện tích q. Ban đ ầu mộ t trong n qu ả cầu đó được giải phóng khỏi đ a giác; sau mộ t thời gian đủ lớn, quả cầu bên cạnh lại được giải phóng khỏi đ a giác. Khi đã ra rất xa đa giác (ở vô cực) ngư ời ta thấy đ ộng năng của quả cầu sau nhỏ hơn động năng của qu ả cầu đ ầu lượng b ằng E  0, 009 J . Tìm độ lớn của điện tích q? r Bài 9: Một electron có vận tốc ban đầu v 0 b ay vào khoảng không gian giữa h ai tấm kim lo ại phẳng rông vô h ạn tích điện trái dấu qua một lỗ nhỏ ở O, tấm tích điện dương; vận r tốc v 0 hợp với tấm kim loại m ột góc  (Hình vẽ). Khoảng cách giữa h ai tấm kim lo ại là d và hiệu đ iện thế giữa hai - - - - - - - - - - - - - - - - - - tấm là U. Bỏ qua tác dụng của trọng lực lên electron. r a) Tìm phương trình qu ỹ đoạ của electron. v0 b ) Tính kho ảng cách gần nhất từ electron tới tấm +++++++++++++ tích điện âm. O Bài 10: Trong khoảng giữa hai tấm kim lo ại phẳng, rộng vô h ạn A và B đặt nằm n gang ur song song, cách nhau 2l có tồn tịa một điện trường E với đặc điểm là: trong khoảng AC (C là mặt phẳng song B H r song với A, cách A một khoảng l), điện trường là đều và C v0 cường độ của đ iện trường trong khoảng BC lớn gấp đôi cường độ của điện trư ờng trong AC. Một electron đi vào A đ iện trường đó qua một lỗ nhỏ O ở tấm A, với vận tốc r b an đầu v 0 hợp với tấm A m ột góc  . Cho biết kho ảng O M l cách nhỏ nhất cách B m à electron đạt tới bằng . Hãy 2 tính tầm bay xa của electron trên tấm A. Bài 11: Giữa hai tấm kim loại ph ẳng rộng vô hạn đặt nằm ngang, cách nhau d=1cm, có một h ạt bụi mang điện tích, khối lượng m= 5.10 -11 g. Biết rằng khi không có tác dụng của đ iện trường do sức cản của không kh í, h ạt bụi rơi với vận tốc không đổi b ằng v1. Đặt vào
h ai tấm kim loại một hiệu điện thế U=600V, ngư ời ta thấy hạt bụi rơi chậm đ i với vận tốc v1 không đổi v2  2 a) Tính điện tích hạt bụi. b ) Bây giờ ngư ời ta đặt hai tấm kim loại đó thẳng đứng, cách nhau d1=2cm và nối chúng với một nguồn hiệu điện th ế U=100V. Hạt bụi nói trên bắt đầu rơi từ mộ t vị trí cách đều hai tấm kim lo ại đó. Do sức cản của không kh í, hạt bụi rơi đều với vận tốc không đổi theo phương th ẳng đứng bằng v1=2cm/s. Hỏi trong thời gian bao lâu h ạt bụi đạp vào mộ t trong hai tấm kim loại đó ? Lấy g=10m/s2. Bài 12: Hai tấm kim loại p hẳng rộng vô h ạn, đặt song song với nhau, cách nhau d=1cm, được tích đ ều với mật độ điện tích mặt  1  0, 2  C / m 2 và  2  5.10 8  C / m 2 a) Tính hiệu đ iện thế giữa hai mặt. b ) Một electron bay dọc theo đường sức đ iện trường từ tấm có m ật độ  2 đến tấm có mật độ  1 với vận tốc b an đầu bằng không. Tìm vận tốc của elêctron khi nó vừa đ ến tấm có m ật độ  1 . Bỏ qua ảnh hưởng của trọng trường. Cho biết: Mộ t mặt phẳng vô hạn mang đ iện tích phân bố đ ều vu mật độ điện tích ới r m ặt  gây ra ở kho ảng không gian hai b ên nó một đ iện trường đ ều E có phương vuông góc với mặt ph ẳng, có chiều h ướng ra xa mặt phẳng n ếu   0 (và ngư ợc lại có chiều hướng về phía m ặt phẳng nếu   0 ) và có  cường độ E  2 k  4 0 m, q 2 Bài 13: Hai sợi d ây mảnh, d ài, được căng A song song vơi nhau trên cùng một m ặt phẳng d n ằm ngang, cách nhau một khoảng d. Hai viên vi A và B, có cùng khối lư ợng m, mang đ iện B tích q 1, q2 đ ược luồn vào h ai d ây đó. Ban đ ầu viên bi B đứng yên còn viên bi A đ ược phóng m, q 2 đ i với vận tốc v0, từ xa về phái viên bi B. Tìm độ lớn v0 để cho viên bi A vượt qua viên bi B. Bỏ qua ma sát. Bài 14: Một quả cầu kim loại mang điện tích Q=3.10-8 C. a) Tính công cần th ực hiện để chuyển một viên bi kim loại nhỏ khối lượng m=1g mang đ iện tích q=10-8 C từ điểm A cách tâm O của qủ a cầu kim loại một khoảng rA= 0,5cm đ ến điểm B cách O một khoảng rB=0,5 cm. b ) Bây giờ người ta bắn viên bi đi với vận tốc ban đầu v0= 1m/s hướng đ ến O. Hỏi qu ả cầu kim lo ại cần có b án kính nhỏ nhất Rmin bao nhiêu để viên bi có th ể tới chạm vào m ặt quả cầu kim loại? Bỏ qua ảnh hư ởng của trọng lực. Bài 15: Cho h ệ điện tích như hình vẽ: -2q A Xác định vectơ cường độ đ iện trường a) do hệ tạo ra tại tâm O của đ ường tròn có bán kính R. D Ô b ) Tính thế năng tương tác của hệ điện tích. c) Tính công cần thực h iện để d ịch chuyển -q +3q điện tích +3q của hệ ra xa vô cực. B C +2q
Bài 16: Mộ t thanh nhựa m ảnh, mang điện tích q =5.10-8 C phân bố đều, được uốn thành một cung tròn 2 700 (3/4 đường tròn) tâm O, bán kính r=10cm. Hình vẽ. a) Xác định véc tơ cường độ đ iện trường và điện th ế tại tân O? b ) Người ta ghép thêm một thanh nhựa kh ác uốn thành cung tròn có cùng bán kính r=10cm vào phần AD đ ể tạo thành một đường tròn khép kín . Phần AD mang đ iện tích –q= 5.10-8 C, phân bố đ ều. Tính công cần thực hiện đ ể dịch chuyển một điện tích Q=-3.10 -6 C từ xa vô cùng đến điểm O. Bài 17: Một quả cầu khối ulượng m, tích điện q được b ắn lêr theo phương thẳng đứng n r trong một điện trư ờng đều E nằm ngang với vận tốc ban đầu v 0 . a) Xác định phương của véc tơ gia tốc và vận tốc quả cầu? b ) Tính giá trị cực tiểu của vận tốc quả cầu? Bài 18: Mộ t chùm electron rộng, mỏng bay ra từ mọt khe hẹp có bề dày d, vơi vận tốc v=105 m/s. Mật độ electron trong chùm là n= 1010 h ạt /m 3. Hỏi ở cách khe mộ t khoảng l b ằng b ao nhiêu thì b ề dày của chùm electron tăng gấp đôi? Bài 19: Tụ điện ph ẳng có b ản A cố định, bản B được treo vào một đầu lò xo, đầu kia của lò xo cố định như h ình vẽ. B Kho ảng cách giữa hai bản A, B lúc tụ chưa tích đ iện là d, diện tích của mỗi b ản tụ là S. Tụ đ iện được tích đ iện trong th ời gian rất ngắn đ ến hiệu đ iện thế U. Tìm độ d A cứng k của lò xo để b ản B không chạm b ản A. Bỏ qua sự d ịch chuyển của b ản B trong th ời gian tích điện cho tụ . Bài 20: Ba quả cầu nhỏ tích điện được giữ yên trên mộ t đường thẳng, kho ảng cách giữa h ai quả cầu cạnh nhau là d, khối lượng các qu ả cầu là m 1, m2 =2m1; m 3=5m 1. Điện tích của chúng lần lượt là q1, q2=q1; q 3=2q1. Người ta th ả cho các quả cầu tự do. Hãy tìm vận tốc của mỗi quả cầu sau khi chúng đã dịch chuyển ra rất xa nhau. Bỏ qua tác dụng của trọng lực. Bài 21 : Trên mộ t mặt phẳng n ằm ngang, h ệ số ma sát  có hai qu ả cầu nhỏ đứng yên, có khối lượng m và M, tích điện trái d ấu Q và –Q (hình vẽ). Ngư ời ta b ắt đ ầu đẩy ch ầm ch ậm quả cầu 1 (khối lượng m) cho chuyển động về phía quả cầu kia cho đến khi tự qu ả cầu 1 tự chuyển động tiếp được thì thôi. Đến lúc quả cầu 2 (khối lượng m, Q m, -Q M) dịch chuyển thì người ta lấy đi nhanh các điện tích. + - Hỏi khối lượng của hai qu ả cầu ph ải thoả mãn điều kiện nào để chúng có th ể chạm được vào nhau sau khi đ ã tiếp tục chuyển động? Bỏ qua kích thược của hai quả cầu. Bài 22. Ba quả cầu nhỏ, khối lượng lần lượt là m, M và m mang đ iện tích giống nhau Q. Quả cầu ở giữa khối lượng M nối với các quả cầu kia bằng các dây m ảnh, cách điện có cùng chiều d ai l. Hệ thống trên được đặt trên một m ặt b àn nh ẵn nằm n gang (h ình vẽ) Qu ả r cầu ở giữa được truyền vận tốc v 0 theo hướng vuông m góc với dây. m M a) Khoảng cách giữa các qu ả cầu thay đổi như thế nào trong qu á trình chuyển động. l l b ) Tính vận tốc của qu ả cầu M ở thời điểm cả r ba qu ả cầu lại thẳng hàng. Bỏ qua ma sát. v0
Bài 23: Ba b ản kim loại ph ẳng giống nhau có cùng diện tích S đ ặt song song và cách nhau các khoảng d1 và d 2 (h ình vẽ). Lúc ban đầu bản 1 m ang điện tích Q, còn bản 2 khôn g mang đ iện . Sau đó b ản 2 và 3 được nối với n guồn có h iệu điện thế U, bản 1 và 3 được nối với nhau b ằng một dây dẫn. Tính độ lớn đ iện tích được thiếp lập trong các bản? 1 d1 2 d2 3 Bài 24:1) Một electron b ị đứt ra khỏi mặt cầu kim lo ại bán kính R m ang điện tích – Q. Khi electron đã ra xa mặt cầu, vận tốc của n ó bằng v. Tính vận tốc v0 của electron lúc vừa thoát khỏi mặt cầu. 2 ) Bây giờ mặt cầu n ói trên mang đ iện tích q1, được bao quanh bằng một lưới kim lo ại bán kính r mang đ iện tích q 2, đặt đồng tâm với mặt cầu . Mộ t viên bi nhỏ khối lượng , m ang điện tích +q bay ra khỏi mặt câu. Sau khi qua lưới nó b ay ra xa vông cùng. Vận tốc viên bi lúc ở gần m ặt cầu nhỏ . Tính vận tốc của viên bi khi nó đã ở rất xa mặt cầu. Bài 25. Ba qu ả cầu cùng khối lượng m, mang điện tích cùng d ấu , đề bằng q, được nối với nhau bằng ba sợi d ây l, không giãn, không khối lượng, không dẫn điện. Hệ đ ược đặt trong m ặt phẳng n gang nhẵn. Người ta đối một trong ba sợi d ây đó (Hình vẽ) a) Xác đ ịnh vận tốc cực đại vmax của các qu ả cầu trong qu á trình chuyển động. b ) Mô tả chuyển động của các quả cầu sau khi đã đạt vận tốc vmax ? Bài 26: Hai qu ả cầu kim loại giống nhau, có cùng b án kính r =1cm, cùng khối lượng m =4g, được treo vào hai sợi dây m ảnh cách điện, không giãn (khối lượng không đáng kể) vào cùng điểm O. Kho ảng cách từ O đến tâm quả cầu là l=10cm. Ban đầu h ai quả cầu tiếp xúc với nhau. Sau khi truyền đ iện tích cho các qu ả cầu, chúng đẩy nhau và dây treo lệch khỏi phương thẳng đứng, khi đó lực căng của d ây treo là T=4,9.10 -2N. Tính điện thế của các qu ả cầu khi đó. Lấy g=9,8m/s2. Bài 27: Một hệ thống gồm 2n lưới kim loại giống -Q + Q nhau được đặt song song với nhau; khoảng cách giữa h ai lưới kề nhau bằng d (d rất nhỏ so với kích thước của mỗi lưới, diện tích của mỗi lưới là S). Hình vẽ. Các lưới được tích đ iện lần lượt là – Q, Q, -Q …, Q. Mộ t electron chui vào hệ thống từ tấm lưới 1 với vận tốc ban đầu v0 theo phương  h ợp với ph áp tuyến Ox của lưới một góc  . Hãy xác định đ ộ lớn và hướng vận tốc của electron khi r v0 ra khỏi h ệ thống. Bỏ qua tác dụng của trọng lực. 12 2n Bài 28: Một quả cầu nhỏ mang điện đ ược gắn vào đ ầu A mộ t thanh unhẹ AB (kh ối lượng không đáng kể), cách điện, d ài l=1m, trong một r đ iện trường đều E có phương n ằm ngang; thanh có th ể quay khô ng ma sát quanh một
trụ c nằm ngang gắn vào đầu B và vuông góc với AB; thanh lệch góc  0  60 0 so với u r ur phương th ẳng đứng. Sau đó đổi đột ngột hướng của E để E thanh có hướng ngược lại (Vẫn giữ độ lớn không đổi). Khi thanh xuống tới vị trí lệch góc   300 thì quả cầu tới va ur chạm đ àn hồi vào một cọc cố định th ẳng đứng; ngay trước va chạm đó, điện trường E bị n gắt. Hỏi sau va chạm quả cầu nhảy lên độ cao bao nhiêu. Bài 29: Cho một tụ điện cầu, bán kính hai bản là R1=1cm, và R2=3cm, hiệu đ iện thế giữa h ai bản là U0=450V, bên trong tích điện dương. a) Tính cư ờng độ điện trư ờng tại điện O cách tâm của hai bản là 1,5cm. b ) Một electron chuyển động với vận tốc b an đầu b ằng không dọc theo đường sức điện trường từ vị trí cách tâm mộ t kho ản g r1=2,5cm. Tìm vận tốc của electron khi nó cách O mộ t khoảng r2=1,5cm. ur Cho biết Hệ thức liên h ệ giữa cường độ điện trướng E và hiệu điện th ế V(r):  R1.R2 dV . Điện dung của tụ cầu C  E khoảng cách giữa hai bản tụ là k ( R2  R1 ) dr không khí. Bài 30: Giữa hai bản của một tụ ph ẳng có mộ t tấm thu ỷ tinh (hằng số điện mô i   6 ); d iện tích mỗi b ản S=100cm2. Biết lực hút giữa hai bản F=4,9.10 -3N. Tìm m ật độ điện tích liên kết (phân cực)  ' trên mặt tấm thu ỷ tinh. u r Cho biết: Khi đặt tấm điện môi trong đ iện trường đều E , th ì trên hai m ặt vuông ur góc với E của tấm đ iện mô i đó xó xu ất h iện điện tích liên kết (ph ân cực) với m ật độ m ặt (  1) E là  ''  , với  là hằng số điện môi của tấm đ iện mô i. 4 k Bài 31: Một tấm điện môi không đồng nhất có h ằng số điện mô i biến thiên dọc theo u r chiều d ài của tấm . Đặt tấm đ iện mô i đó trong điện trường E 0 có ph ương dọc theo chiều d ài của tấm. Tìm mật độ khối  của điện tích phân cực (lượng điện tích chứa trong một đ ơn vị thể tích) xuất hiện trong tấm đó. Bài 3 2: Hai bản của một tụ phẳng là hai tấm kim lo ại diện tích S, đ ặt cách nhau một khoảng d, mang điện tích +q và –q . Kho ảng không gian giữa h ai bản là mộ t khối điện môi có hằng số điện môi phụ thuộc vào to ạ độ x theo h àm    ( x ) (trục x vuông góc với các bản); ở sát bản dương hằng số đ iện mô i có trị số là 1 , còn ở sát b ản âm hằng số điện môi có trị số  2   1 a) Tìm lượng điện tích ph ân cực tổng cộng bên trong khối điện môi. b ) Cho biết    ( x) là hàm b ậc nh ất của x, hãy tìm hiệu đ iện thế đặt vào tụ điện và điện dung của tụ điện đó? c) Áp dụng số q=3,2.10-9 C, 1  4 ;  2  10 ; d=1,8cm; S=100cm 2 Bài 33: Một vận d ẫn A h ình cầu bán kính R1= 3cm, tích điện đ ến hiệu điện th ế V1=4V, được đặt đồng tâm với một vỏ cầu B bằng kim loại có bán kính trong R2=12cm và bán kính n go ài R3=12,1cm, vỏ cầu này gồm hai bán cầu b an đầu được ú p kh ít vào nhau và sau đó được tích điện đến hiệu đ iện thế V2. Hỏi điện th ế V2 phải có trị số (dương) tối thiểu là bao nhiêu đ ể h ai bán cầu có thể tự tách khỏi nhau. Cho biết :
1 ) Một phần tử dS bất kì của mặt vật d ẫn tích điện sẽ chịu tác dụng của lực điện u 2 r r dS .n do phần còn lại của vật dẫn gây ra, với  là mật độ điện tích dF  2 0 r mặt tại dS, và n là véc tơ đơn vị pháp tuyến ngoài của d S. R 2 ) Điện dung của một vỏ cầu kim lo ại cô lập bán kính R là C  k Bỏ qua tác dụng của hai quả cầu. Bài 34: 1) Một qu ả cầu tâm O, b án kính R, tích điện đều với mật độ điện tích khối  . Xác định cường độ đ iện trư ờng do quả cầu gây ra tại m ột điểm M cách tâm O một khoảng OM=r, trong hai trườn g h ợp : a) r>R và b) r