Đề thi chọn học sinh giỏi Quốc gia Lớp 12 THPT năm 2011 môn Vật lí - Ngày 1 (Có đáp án)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
ĐỀ THI CHÍNH THỨC 
KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA 
LỚP 12 THPT NĂM 2011 
Môn: VẬT LÍ 
Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề) 
Ngày thi thứ nhất: 11/01/2011 
(Đề thi có 02 trang, gồm 05 câu) 
Câu 1. (4,5 điểm) 
Cho vật 1 là một bản mỏng đều, đồng chất, được uốn theo dạng lòng máng thành một phần tư 
hình trụ AB cứng, ngắn, có trục ∆, bán kính R và được gắn với điểm O bằng các thanh cứng, mảnh, 
nhẹ. Vật 1 có thể quay không ma sát quanh một trục cố định (trùng với trục ∆) đi qua điểm O. Trên 
Hình 1, OA và OB là các thanh cứng cùng độ dài R, OAB nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục ∆, 
chứa khối tâm G của vật 1, C là giao điểm của OG và lòng máng. 
1. Tìm vị trí khối tâm G của vật 1. 
A B
β0
C 
Hình 1
O
r G 
R 
∆ 
gG2. Giữ cho vật 1 luôn cố định rồi đặt trên nó vật 2 là một hình trụ rỗng, mỏng, đồng chất, cùng chiều dài với vật 1, bán kính r (r R),< 
nằm dọc theo đường sinh của vật 1. Kéo vật 2 lệch ra khỏi vị trí cân 
b...u điện thế U không đổi. 
2R 2r 
ε1 
ε2 
Ở thời điểm t = 0, lớp điện môi ε1 bắt đầu được kéo ra khỏi tụ điện với 
tốc độ không đổi v. Giả thiết điện trường chỉ tập trung trong không gian giữa hai bản tụ, bỏ qua mọi 
ma sát. Xét trong khoảng L0 t
v
< < hãy: 
Hình 3 
1. Viết biểu thức điện dung của tụ theo thời gian t. 
2. Tính lực điện tác dụng lên lớp điện môi ε1 ở thời điểm t. 
3. Xác định cường độ và chiều dòng điện qua nguồn. 
Câu 4. (4,5 điểm) 
 Cho một thấu kính hội tụ lõm - lồi, bằng thuỷ tinh, chiết suất 
n = 1,5 như Hình 4. Mặt lõm có bán kính R1 = 5,5 cm và có đỉnh 
tại O1. Mặt lồi có bán kính R2 và đỉnh tại O2. Khoảng cách 
O1O2 = 0,5 cm. Một điểm sáng S được đặt tại đúng tâm của mặt 
lõm và chiếu một chùm tia có góc mở rộng vào mặt thấu kính. 
1. Xét chùm sáng hình nón xuất phát từ S chiếu vào thấu 
kính với góc giữa đường sinh và trục hình nón là α =15o. Với giá 
trị R2 = 3 cm, hãy xác định vị trí điểm đầu và điểm cuối của dải 
các giao điểm của các phương tia sáng ló ra khỏi thấu kính và trục chính. 
S O1 O2
α 
Hình 4 
2. Tìm giá trị R2 sao cho chùm tia ló ra khỏi thấu kính là một chùm tia đồng quy, rộng. 
Câu 5. (3,0 điểm) 
Trong nguyên tử hiđrô lúc đầu có êlectron chuyển động tròn với bán kính quỹ đạo 
r = 2,12.10-10 m quanh hạt nhân dưới tác dụng của lực Culông. Ta chỉ sử dụng các định luật vật lí cổ 
điển để nghiên cứu chuyển động của êlectron trong nguyên tử. Theo đó, khi êlectron chuyển động 
với gia tốc a thì nguyên tử sẽ bức xạ điện từ với công suất 
2
2
3
2keP
3c
= a (trong đó c = 3.108 m/s; 
e = 1,6.10-19 C; k = 9.109 Nm2/C2). Coi gia tốc toàn phần a của êlectron là gia tốc hướng tâm. Hãy 
tính thời gian cần thiết để bán kính quỹ đạo giảm đến r0 = 0,53.10-10 m và ước tính trong thời gian 
đó êlectron chuyển động trên quỹ đạo được bao nhiêu vòng. 
----------------------------HẾT--------------------------- 
• Thí sinh không được sử dụng tài liệu. 
• Giám thị không giải thích gì thêm. 
 2