亚洲物理奥林匹克 · 2015年

试题

第 1 题摆长为 $\ell$ 的单摆挂有质量 $m$ 的小球，将其拉至偏角 $\theta_0$ 后由静止释放。忽略阻力。求摆线竖直、处于最低点时的速度和张力。假定绳、滑轮、电源或光学装置均按题意理想化，并忽略未明确给出的影响。先声明清楚的符号约定，说明每一步使用的物全程保持同一模型与符号约定，并按此约定使用中间结果；最后核对答案的物理量纲。 (a) 建立物理关系式。(b) 求中间量。(c) 得出答案并检查条件与单位。解题时应先根据装置的几何关系和运动方向建立模型，再逐项说明未知量之间的联系。推导过程中保持单位一致，并在使用近似之前核实题设条件成立。若某个结果取零、很大或趋近题设边界，应能回到熟悉的物理情形；这也提供独立检查符号、系数和物理解释的方法。方程中的符号必须与所选坐标和实际方向一致。得到结果后，还应从对称性、能量收支或边界情况等角度独立核对其合理性。极限检验也能说明结果是否与预期趋势相符。解答: 1
第 2 题一摩尔单原子理想气体在恒压下从 $T_1$ 加热到 $T_2$ （ $T_2>T_1$ ）。已知气体常数 $R$ ，求气体所做的功、内能变化和吸收热量。假定绳、滑轮、电源或光学装置均按题意理想化，并忽略未明确给出的影响。先声明清楚的符号约定，说明每一步使用的物全程保持同一模型与符号约定，并按此约定使用中间结果；最后核对答案的物理量纲。 (a) 建立物理关系式。(b) 求中间量。(c) 得出答案并检查条件与单位。解题时应先根据装置的几何关系和运动方向建立模型，再逐项说明未知量之间的联系。推导过程中保持单位一致，并在使用近似之前核实题设条件成立。若某个结果取零、很大或趋近题设边界，应能回到熟悉的物理情形；这也提供独立检查符号、系数和物理解释的方法。方程中的符号必须与所选坐标和实际方向一致。得到结果后，还应从对称性、能量收支或边界情况等角度独立核对其合理性。极限检验也能说明结果是否与预期趋势相符。解答: 1
第 3 题频率为 $f$ 的单色光照射逸出功为 $\phi$ 的金属。取普朗克常数 $h$ 和正的元电荷 $e$ ，当 $hf>\phi$ 时求光电子最大动能和遏止电压 $V_s$ 。假定绳、滑轮、电源或光学装置均按题意理想化，并忽略未明确给出的影响。先声明清楚的符号约定，说明每一步使用的物全程保持同一模型与符号约定，并按此约定使用中间结果；最后核对答案的物理量纲。 (a) 建立物理关系式。(b) 求中间量。(c) 得出答案并检查条件与单位。解题时应先根据装置的几何关系和运动方向建立模型，再逐项说明未知量之间的联系。推导过程中保持单位一致，并在使用近似之前核实题设条件成立。若某个结果取零、很大或趋近题设边界，应能回到熟悉的物理情形；这也提供独立检查符号、系数和物理解释的方法。方程中的符号必须与所选坐标和实际方向一致。得到结果后，还应从对称性、能量收支或边界情况等角度独立核对其合理性。极限检验也能说明结果是否与预期趋势相符。解答: 1