SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO QUẢNG NINH KỲ THI LẬP ĐỘI TUYỂN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2010-2011 MÔN: VẬT LÍ Ngày thi: 15/11/2010 Thời gian làm bài: 180 phút ( Không kể thời gian giao đề) (Đề thi này có 1 trang) Bài 1 (4,0 điểm). Một chiếc vòng tròn mảnh làm bằng chất điện môi có khối lượng m, điện tích Q > 0 phân bố đều, lăn không trượt trên một mặt phẳng ngang cách điện và không ma sát. Đặt hệ thống trên vào một vùng từ trường đều có véc tơ cảm ứng từ B vuông góc với mặt phẳng của vòng. a) Xác định vận tốc khối tâm của vòng để áp lực của vòng xuống mặt phẳng nằm ngang giảm đi một nửa so với khi vòng đứng yên. b) Tìm giá trị giới hạn của vận tốc khối tâm của vòng để nó bắt đầu rời khỏi mặt phẳng ngang. Bài 2 (4,0 điểm). Một quả cầu nhỏ khối lượng m treo vào một giá đỡ bằng sợi dây dài l. Coi khối lượng của dây treo và giá đỡ không đáng kể. Giá đỡ đặt trên một xe lăn khối lượng M có thể dịch chuyển không ma sát trên một mặt phẳng nằm ngang như hình vẽ (Hình 1). Kéo m cho dây treo lệch góc α 0 (α 0 1rad ) rồi buông nhẹ. Cho biết khối tâm của xe ở chân giá đỡ. Chứng minh các vật dao động điều hoà. Tính chu kỳ và biên độ dao động của các vật. Bài 3 (4,0 điểm). a) Một khối khí lý tưởng biến đổi trạng thái trong một quá trình thuận nghịch trong đó nhiệt dung mol của khí là C không biến đổi gọi là quá trình đa biến. Hãy thiết lập phương trình liên hệ giữa các thông số trạng thái của một khối khí xác định trong quá trình đa biến, biết nhiệt dung mol đẳng tích và đẳng áp của khí đó lần lượt là C v và C p . b) Cho một mol khí Heli biến đổi trạng thái thuận nghịch theo đồ thị parabol như vẽ (Hình 2). Hãy xác định nhiệt dung mol của chất khí trong quá trình đó. Cho hằng số khí R = 8,31J/mol.K. Bài 4 (4,0 điểm). Một ống nhỏ làm bằng chất trong suốt hình trụ gồm phần vỏ có chiết suất n 1 và phần lõi có bán kính là r, chiết suất n (n > n 1 ). Người ta uốn cong ống sao cho trục của nó làm thành một cung tròn có bán kính bằng a. Chiếu vào tâm O của tiết diện đầu ống một chùm Lade hội tụ có góc mở 2α (Hình 3). Xác định góc α để chùm Lade truyền đi trong phần lõi và ló ra ở đầu kia của ống. Bài 5 ( 4,0 điểm). Hai quả cầu nhỏ mang điện tích q 1 = 9.10 -7 C và q 2 = -10 -7 C được giữ cố định tại hai điểm A và B, AB = a = 5cm. Một hạt khối lượng m = 0,1g mang điện tích q 3 = 10 -7 C chuyển động từ rất xa đến theo đường BA như hình vẽ (Hình 4). Hỏi hạt đó phải có vận tốc ban đầu v 0 tối thiểu là bao nhiêu để nó có thể tới được điểm B. Bỏ qua tác dụng của trọng trường. Hết Họ và tên thí sinh : Số báo danh Họ và tên, chữ ký giám thị số 1: Hình 1 m M α 0 T V O Hình 2 2α n n 1 a O C Hình 3 ĐỀ CHÍNH THỨC A B q 1 q 2 q 3 Hình 4 . SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO QUẢNG NINH KỲ THI LẬP ĐỘI TUYỂN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2010 -2011 MÔN: VẬT LÍ Ngày thi: 15/11/2010 Thời gian làm bài:. bán kính bằng a. Chiếu vào tâm O của tiết diện đầu ống một chùm Lade hội tụ có góc mở 2α (Hình 3). Xác định góc α để chùm Lade truyền đi trong phần lõi và ló ra ở đầu kia của ống.