SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI VÒNG TỈNH
VĨNH LONG LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2011-2012
Môn: VẬT LÝ
Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề)
Ngày thi: 30/10/2011 (Buổi sáng)
(Đề thi có 02 trang, gồm 06 câu)


Bài 1: ( 3,0 điểm)
Trong một hộp (đáy nằm ngang, thành thẳng đứng) có hai quả cầu đồng chất cùng bán kính R, cùng trọng lượng P nằm chồng lên nhau như hình vẽ (đường nối hai tâm O1O2 nghiêng 1 góc 45o so với đường nằm ngang). Tìm các phản lực của hộp lên 2 quả cầu và lực tương tác giữa hai quả cầu.


Bài 2: ( 3,5 điểm)
Một vật có khối lượng m1 = 2kg buộc vào sợi dây vắt qua ròng rọc cố định. Trên nhánh kia của dây có vật m2 = 3kg có thể trượt trên dây. Lúc đầu m1, m2 được giữ cùng cách mặt đất khoảng h = 3m và m2 cách đầu dây B một đoạn l=2,5m. Thả cho hệ chuyển động, vật m2 trượt đến đầu B mất 1s. Hỏi khi đó vật m1, m2 cách mặt đất bao nhiêu?
Bỏ qua khối lượng của ròng rọc, khối lượng của dây nối và ma sát ở ròng rọc. Coi ma sát giữa m2 với dây là không đổi. Lấy g = 10m/s2.



Bài 3: ( 2,5 điểm)
Cho một mol khí lý tưởng thực hiện chu trình 12341 trên đồ thị p-V như hình vẽ. Nó gồm 2 quá trình đẳng áp 12 và 34, hai quá trình đẳng tích 23 và 41. Các trạng thái 1 và 3 nằm trên đường đẳng nhiệt 13. Hãy tính công trong chu trình trên. Cho nhiệt độ ở trạng thái 4 là T4 = 300K, nhiệt độ ở trạng thái 2 là 390K, hằng số khí lý tưởng R= 8,31 J/mol.K


Bài 4: ( 2,5 điểm)
Tụ điện phẳng có bản A cố định, bản B được treo vào một đầu lò xo, đầu kia của lò xo cố định như hình vẽ. Khoảng cách giữa hai bản A, B lúc tụ chưa tích điện là d, diện tích của mỗi bản tụ là S. Tụ điện được tích điện trong khoảng thời gian rất ngắn đến hiệu điện thế U. Tìm độ cứng của lò xo để bản B không chạm vào bản A. Bỏ qua sự di chuyển của bản B trong thời gian tích điện cho tụ. Cho cường độ điện trường giữa hai bản song song tích điện đều
với ( là mật độ điện tích mặt.

Bài 5: (4,5 điểm)
Cho một mạch điện như hình vẽ, G là một điện kế.
Cho R3 = R4 = R; R5 = 2R.
Đặt a=
; b=

Tìm liên hệ giữa a và b để không có dòng qua G khi đặt vào AC một hiệu điện thế không đổi.
2. Cho R3 = R6, các điện trở khác bất kỳ.
Đặt a=
; c=
; d =
Tìm liên hệ giữa a, c và d để không có dòng qua G.

Bài 6: (4,0 điểm)
Một máy gia tốc Xiclotron gồm 2 hộp rỗng bằng kim loại hình chữ D cách nhau một khe như hình bên. Có một từ trường với cảm ứng từ
không đổi vuông góc với mặt hộp. Gần tâm của hộp có nguồn phát ra hạt tích điện với vận tốc
vuông góc với
. Biết hạt có khối lượng m, có điện tích q. Đặt một hiệu điện thế xoay chiều vào 2 hộp D với tần số thích hợp để hạt được tăng tốc mỗi lần qua khe khi đó quỹ đạo của hạt gần giống đường xoắn ốc.
1. Chứng minh rằng quỹ đạo của hạt trong từ trường là đường tròn. Tính bán kính đường tròn này.
2. Tính tần số quay của hạt, cho nhận xét về tần số này. Tần số của hiệu điện thế xoay chiều phải bằng bao nhiêu để hạt được tăng tốc mỗi lần đi qua khe?
Xét trường hợp gia tốc hạt proton có khối lượng mp = 1,66 10-27kg và điện tích q = 1,6 10-19C. Hiệu điện thế đặt vào các D có tần số f = 107Hz. Vòng cuối cùng của proton trước khi ra khỏi xiclotron có bán kính 0,42m.
3. Tính cảm ứng từ B và động năng cuối cùng của proton (MeV).
4. Cực đại hiệu điện thế giữa các D là 20kV. Tính số vòng mà proton đã quay trước khi ra khỏi xiclotron. Xem vận tốc ban đầu của hạt là không đáng kể.


------------Hết----------