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亚洲物理奥林匹克 · 2018年

试题

  1. 第 1 题质量为 m1,m2m_1,m_2(m2>m1m_2>m_1)的物体由轻质不可伸长细绳跨过固定滑轮连接,滑轮半径为 RR、转动惯量为 II,轴无摩擦。细绳不打滑且两段竖直,忽略绳质量。系统由静止释放,取 g=9.8 m/s2g=9.8\,\mathrm{m/s^2}。(a) 求系统加速度和滑轮角加速度。(b) 求两侧绳张力。(c) 求滑轮无质量时的加速度,并比较其与有转动惯量滑轮的情况。所有量均按题目规定的符号约定表示,并注明单位及物理允许范围。前一小问求出的结果可用于后续小问。 解答应写明每一步使用的物理规律与符号约定,并检查所得表达式的量纲是否符合目标物理量。除题目明确给出的理想化条件外,不需引入其他效应;符号均沿用题目定义。若存在极限情形或对称性,也应核对结果是否符合相应条件。 推导中引入的辅助量应在最终答案中换回题目原有符号。请勿混淆各小问给出的条件,并清楚区分初态与末态,或作用原因与产生的结果。 这些约定适用于本题的全部小问。结果应保持符号、数值关系与所选参考方向一致,并且每个结论都应能由已给条件和基本物理定律推出。解答: 1
  2. 第 2 题一摩尔单原子理想气体初态绝对温度为 TiT_i、压强为 pp,在等压条件下缓慢加热至 Tf>TiT_f>T_i。气体满足 pV=RgTpV=R_gT,其中 RgR_g 为气体常数;忽略宏观动能和势能变化。规定气体做功及传入气体的热量为正。(a) 求体积变化和气体做功。(b) 求内能变化。(c) 求吸热量及热量与功之比。所有量均按题目规定的符号约定表示,并注明单位及物理允许范围。前一小问求出的结果可用于后续小问。 解答应写明每一步使用的物理规律与符号约定,并检查所得表达式的量纲是否符合目标物理量。除题目明确给出的理想化条件外,不需引入其他效应;符号均沿用题目定义。若存在极限情形或对称性,也应核对结果是否符合相应条件。 推导中引入的辅助量应在最终答案中换回题目原有符号。请勿混淆各小问给出的条件,并清楚区分初态与末态,或作用原因与产生的结果。 这些约定适用于本题的全部小问。结果应保持符号、数值关系与所选参考方向一致,并且每个结论都应能由已给条件和基本物理定律推出。解答: 1
  3. 第 3 题逸出功为 W0W_0 的金属受到频率 ff 的单色光照射;只有光子能量足够时才发生光电发射。令普朗克常数为 hh、电子电荷量值为 ee,遏止电压 VsV_s 定义为恰好阻止最快电子所需的正电压。(a) 求截止频率 f0f_0。(b) 写出最大动能 Kmax⁡K_{\max} 并给出发射条件。(c) 求 VsV_s,并描述发射范围内 VsV_s 对 ff 图线的斜率和截距。所有量均按题目规定的符号约定表示,并注明单位及物理允许范围。前一小问求出的结果可用于后续小问。 解答应写明每一步使用的物理规律与符号约定,并检查所得表达式的量纲是否符合目标物理量。除题目明确给出的理想化条件外,不需引入其他效应;符号均沿用题目定义。若存在极限情形或对称性,也应核对结果是否符合相应条件。 推导中引入的辅助量应在最终答案中换回题目原有符号。请勿混淆各小问给出的条件,并清楚区分初态与末态,或作用原因与产生的结果。解答: 1