アジア物理オリンピック · 2018年
問題
- 問題 1質量 （）の小物体を、半径 、慣性モーメント の固定滑車に軽く伸びない糸でつなぐ。軸は摩擦なし、糸は滑らず両側は鉛直、糸の質量は無視する。静止から放し、 とする。(a) 加速度と滑車の角加速度を求めよ。(b) 両側の張力を求めよ。(c) 滑車が質量ゼロの場合の加速度を求め、慣性のある滑車と比較せよ。なお、各量は問題文の符号規約に従って表し、単位と物理的に許される範囲を明記する。前の小問で求めた結果は後の小問に用いてよい。 解答では各段階の物理法則と符号を明示し、求めた式の単位が対象量に一致することを確かめる。与えられた理想化以外の効果は考慮せず、記号は本文で定義した意味のまま用いる。極限や対称性がある場合は、結果がその条件に合うかも確認する。 解答の途中で定義した補助量は、最終的な答えを示す際に元の記号へ戻して整理する。各小問で指定された条件を取り違えず、初期状態と終状態、または原因と結果を区別して記述する。解答: 1
- 問題 2圧力 、絶対温度 の単原子理想気体1 molを、圧力一定でゆっくり まで加熱する。状態方程式は （ は気体定数）で、巨視的運動・位置エネルギー変化は無視する。気体がする仕事と流入熱を正とする。(a) 体積変化と仕事を求めよ。(b) 内部エネルギー変化を求めよ。(c) 吸収熱と熱仕事比を求めよ。なお、各量は問題文の符号規約に従って表し、単位と物理的に許される範囲を明記する。前の小問で求めた結果は後の小問に用いてよい。 解答では各段階の物理法則と符号を明示し、求めた式の単位が対象量に一致することを確かめる。与えられた理想化以外の効果は考慮せず、記号は本文で定義した意味のまま用いる。極限や対称性がある場合は、結果がその条件に合うかも確認する。 解答の途中で定義した補助量は、最終的な答えを示す際に元の記号へ戻して整理する。各小問で指定された条件を取り違えず、初期状態と終状態、または原因と結果を区別して記述する。解答: 1
- 問題 3仕事関数 の金属に振動数 の単色光を当てる。光子エネルギーが十分な場合のみ光電子が放出される。プランク定数を 、電子電荷の大きさを とし、最速電子をちょうど停止する阻止電圧 を正と定義する。(a) 限界振動数 を求めよ。(b) 最大運動エネルギー と放出条件を求めよ。(c) と、放出範囲での 対 グラフの傾き・切片を求めよ。なお、各量は問題文の符号規約に従って表し、単位と物理的に許される範囲を明記する。前の小問で求めた結果は後の小問に用いてよい。 解答では各段階の物理法則と符号を明示し、求めた式の単位が対象量に一致することを確かめる。与えられた理想化以外の効果は考慮せず、記号は本文で定義した意味のまま用いる。極限や対称性がある場合は、結果がその条件に合うかも確認する。 解答の途中で定義した補助量は、最終的な答えを示す際に元の記号へ戻して整理する。各小問で指定された条件を取り違えず、初期状態と終状態、または原因と結果を区別して記述する。解答: 1