UBND tỉnh Bắc Ninh Sở Giáo dục - Đào Tạo Kỳ thi chọn đội tuyển dự thi Học sinh Giỏi quốc gia lớp 12 thpt Môn thi: Vật lý Thời gian thi : 180 phút ( không kể thời gian giao đề ) Ngày thi: Bài 1 (3 điểm). Hình trụ tròn đặc đồng chất bán kính r, khối lượng m lăn không trượt từ trạng thái nghỉ trên một cái nêm khối lượng M có góc nghiêng α . Ban đầu nêm đứng yên có thể trượt không ma sát trên sàn ngang. Tìm gia tốc của tâm hình trụ đối với nêm và gia tốc của nêm đối với sàn. Bỏ qua ma sát lăn. Bài 2 (2 điểm). Người ta nén một mol khí hêli trong một xilanh sao cho thể tích giảm 8 lần. Biết nhiệt lượng khí truyền cho môi trường bằng độ biến thiên nội năng của khí. Nhiệt độ ban đầu của khí là 300K. Coi khí hêli là khí lý tưởng. Biết hằng số khí là R = 8,31 J/mol.K. Tính công nén khí. Bài 3 (3 điểm). Cho mạch điện xoay chiều như hình vẽ, hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch ))(100cos(2100 Vtu AB   . Điện trở R = 100Ω, cuộn dây thuần cảm có độ tự cảm HL  1  , tụ điện FC  2 10 4 1   , FC  4 2 10   . a. Viết biểu thức dòng điện mạch chính i(t).  RC 1 A B L C 2 b. Giữ nguyên các thông số của mạch. Thay tụ điện C 2 bằng một cuộn dây có điện trở thuần không đáng kể, hệ số tự cảm L’. Xác định L’ để hệ số công suất của mạch đạt cực đại. Tìm hệ số công suất cực đại đó. Bài 4 (3 điểm). Hai vật A, B có cùng khối lượng m = 0,2 kg, đư ợc nối với nhau bởi một lò xo khối lượng không đáng kể có độ cứng k = 20 N/m. Hệ số ma sát giữa mỗi vật với sàn là µ = 0,2. Lực ma A B F k sát nghỉ cực đại tác dụng lên mỗi vật bằng 1,5 lần lực ma sát trượt. Ban đầu vật A được kéo bởi một lực F có phương nằm ngang, độ lớn 0,8N. Đến khi vật B bắt đầu chuyển động, người ta điều chỉnh độ lớn của lực F sao cho A luôn chuyển động với vận tốc không đổi. a. Viết phương trình chuyển động của vật A. b. Tìm thời gian từ lúc vật A bắt đầu chuyển động cho đến khi vật B chuyển động, khi đó vật A có vận tốc bằng bao nhiêu? Bài 5 (3 điểm). Một thanh kim loại có chiều dài L nằm ngang, có thể quay quanh trục thẳng đứng đi qua một đầu. Đầu kia của thanh được tựa trên một vòng dây dẫn nằm ngang có bán kính L. Vòng dây được nối với một trục quay dẫn điện qua một điện trở thuần R. Hệ được đặt trong một từ trường đều B hướng thẳng đứng xuống dưới. Hỏi lực cần thiết nhỏ nhất phải tác dụng vào thanh để nó quay với vận tốc không đổi ω. Bỏ qua điện trở của vòng, trục quay, các dây nối và ma sát. Bài 6 (3 điểm). Hai quả cầu nhỏ tích điện 1 và 2 có khối lượng và điện tích tương ứng là m 1 = m, q 1 = +q, m 2 = 4m, q 2 = +2q được đặt cách nhau một đoạn là a. Ban đầu quả cầu 2 đứng yên, quả cầu 1 chuyển động thẳng hướng vào quả cầu 2 với vận tốc v o . a. Tính khoảng cách nhỏ nhất r min giữa hai quả cầu. b. Xét trường hợp a = ∞. Tính r min . c. Tính vận tốc u 1 , u 2 của hai quả khi chúng lại ra xa nhau ∞. Bỏ qua tác dụng của trọng trường. Bài 7 (3 điểm). Cho hệ hai thấu kính hội tụ đồng trục L 1 và L 2 đặt cách nhau a = 30cm. Thấu kính L 1 có đường kính bề mặt D 1 = 1cm, tiêu cự f 1 = 10cm, thấu kính L 2 có đường kính bề mặt D 2 = 10cm, tiêu cự f 2 = 20cm. Một điểm sáng S đặt trên trục chính trước L 1 , cách L 1 30cm. Sau L 2 , người ta đặt một màn ảnh vuông góc với trục chính. Tìm vị trí của màn để đường kính vết sáng trên màn là nhỏ nhất. Tìm đường kính này. Hết Họ và tên thí sinh : ………………………………….Số báo danh :………… (Đề thi này có 01 trang)  Đề chính thức . Sở Giáo dục - Đào Tạo Kỳ thi chọn đội tuyển dự thi Học sinh Giỏi quốc gia lớp 12 thpt Môn thi: Vật lý Thời gian thi : 180 phút ( không kể thời gian giao đề ) Ngày thi: Bài 1 (3 điểm) không đổi. a. Viết phương trình chuyển động của vật A. b. Tìm thời gian từ lúc vật A bắt đầu chuyển động cho đến khi vật B chuyển động, khi đó vật A có vận tốc bằng bao nhiêu? Bài 5 (3 điểm) A B F k sát nghỉ cực đại tác dụng lên mỗi vật bằng 1,5 lần lực ma sát trượt. Ban đầu vật A được kéo bởi một lực F có phương nằm ngang, độ lớn 0,8N. Đến khi vật B bắt đầu chuyển động, người ta điều