香港物理竞赛试题
香港2004年物理奥林匹克竞赛

2004年香港物理奥林克竞赛练习题集锦光的反射本章所有问题皆适用于新课程。
A 多项选择题1 下列各项有关光的 述,哪项是正确的?(1) 光在均匀的介质中以直线传播。
(2) 光是能量的一种形式。
(3) 光束的边缘在真空中是可见的。
A 只有(1)B 只有(3)C 只有(1)和(2)D (1)、(2)和(3)C2上图中,光线在镜子M2的反射角是多少?A 40oB 45oC 50oD 55oB3上图中,光线在平面镜的入射角是30o。
把镜子转动20o后,反射角会变成多少?A 10oB 20oC 30oD 不能确定。
A4 下列各项有关平面镜成像的 述,哪项是正确的?(1) 像在镜的后面形成。
(2) 像为虚像。
(3) 像是倒置的。
A 只有(1)B 只有(1)和(2)C 只有(2)和(3)D (1)、(2)和(3)B5下列哪一项正确地描述上图字母P在平面镜所成的像?A BC DC6如上图所示,硬纸板上写了三个字母。
如果硬纸板放在平面镜前,下列哪一项为平面镜所形成的像?ABCDB7一具潜望镜由两块平面镜组成。
下列各项有关该潜望镜最终所成的像的 述,哪项必然是正确的? (1) 像是直立的。
(2) 像为虚像。
(3) 像比物体小。
A 只有(2) B 只有(3) C 只有(1)和(2) D(1)、(2)和(3)A8如下图所示,一女孩面向墙壁站立,她的眼睛与地面相距1.5 m 。
现有一面小镜,应把小镜挂在墙上哪个位置,女孩才可看到天花板的灯?A 地面上方1.50 m的位置B 地面上方1.63 m的位置C 地面上方1.75 m的位置D 地面上方1.83 m的位置D9 珠美站在镜前5 m处。
如果她向镜子走近1.5 m,她和她的像之间的距离会变成多少?A 3.5 mB 6.5 mC 7.0 mD 7.5 mC10 下列各项有关光的反射的 述,哪项是正确的?(1) 法线必定在入射光线和反射光线之间。
(2) 法线、入射光线和反射光线所在的平面必定和镜子垂直。
香港物理试题及答案

香港物理试题及答案1. 光的折射现象是指光从一种介质进入另一种介质时,其传播方向发生改变的现象。
请解释光的折射定律,并给出一个生活中的例子。
答案:光的折射定律,也称为斯涅尔定律,指出当光从一种介质进入另一种介质时,入射光线、折射光线和法线都在同一个平面内,且入射角和折射角的正弦值之比等于两种介质的折射率之比。
生活中的例子包括:将一根筷子插入水中,从水面上看,筷子看起来像是折断了一样。
2. 简述牛顿第三定律,并用一个物理实验来验证这一定律。
答案:牛顿第三定律,也称为作用与反作用定律,指出对于两个相互作用的物体,它们之间的力总是大小相等、方向相反。
一个验证这一定律的物理实验是:将两个磁铁相互靠近,一个磁铁对另一个磁铁施加吸引力,同时另一个磁铁也会对第一个磁铁施加相同大小的吸引力。
3. 描述电磁感应现象,并解释法拉第电磁感应定律。
答案:电磁感应现象是指当磁场发生变化时,会在导体中产生电动势的现象。
法拉第电磁感应定律表明,闭合电路中的电动势与磁通量的变化率成正比。
即,当磁通量发生变化时,电路中会产生一个电动势,这个电动势的大小与磁通量变化的速率成正比。
4. 请解释什么是波长,并说明它与频率和波速的关系。
答案:波长是指波的两个相邻的相同相位点之间的距离。
波长与频率和波速之间的关系可以通过以下公式表示:波长 = 波速 / 频率。
这意味着在波速一定的情况下,波长和频率是成反比的。
5. 描述热力学第一定律,并给出一个实际应用的例子。
答案:热力学第一定律,也称为能量守恒定律,指出在一个封闭系统中,能量不能被创造或消灭,只能从一种形式转化为另一种形式。
一个实际应用的例子是内燃机,它利用燃烧燃料产生的热能转化为机械能,驱动汽车前进。
6. 简述什么是光电效应,并解释爱因斯坦是如何解释这一现象的。
答案:光电效应是指当光照射到金属表面时,金属会释放出电子的现象。
爱因斯坦解释这一现象是通过光子与金属中的电子相互作用,光子的能量被电子吸收,如果吸收的能量足够大,电子就能克服金属的束缚,从而被释放出来。
2004年香港物理奥林匹克选译

解 :电子绕核运动的加速度为
a= e2
ε 4πR 2 m 0
. e a
2 2
所以 W =
3 6π cε 0
=
e
6
3 4 3 2 3 96π R c mε 0
=
(1. 6 × 10 - 19) 6 96 × 3 . 14 3 ×( 5 × 10 - 11) 4 ×( 3 × 10 8) 3 ×( 9 . 1 × 10 - 31) 2 ×( 8 . 85 × 10 - 12) 3
第 26 卷第 11 期 Vol. 26 No . 11 物 理 教 师 2005 年 PH YSICS T EACHER (2005)
2004 年香港物理奥林匹克 ( H KPHO ) 选译
倪国富1 骆兴高2
( 1 . 浙江绍兴柯桥中学 , 浙江 绍兴 312030 ; 2 . 杭州十四中学 , 浙江 杭州 310006)
题 1 . 一端开口的刚性易 拉罐倒 插 入 水 中 , 如 图 1 所 示 . 同时将一个质量为 m 的 物体与 罐 口 相 连 , 当 易 拉 罐 位于水面下 h 时处于平衡状 图1 态 . 假设空气不外逸 , 那么当 易拉罐 ( 1) 在深度为 h 处略微上浮一点 ; ( 2) 在深度为 h 处略微下沉一点 ; ( 3) 被加热时 . 各将做何种运动 ? 解 :水对罐的浮力取决于罐内空气的体积 , 而这个 体积由 pV = n R T 来决定 . 当在深度 h 处达到平衡 时 , 有 p0 V 0 = ( p0 + ρ gh ) V , 且 m g = ρ gV , 这里 ρ 表 示水的密度 , p0 表示大气压 , V 0 为罐的体积 . ( 1) h 减小 , V 增加 , 浮力也增加 , 罐子会加速上 升. ( 2) h 增加 , V 减小 , 浮力也减小 , 罐子会加速下 沉. ( 3) T 增加 , V 增加 , 运动方式与 ( 1) 相同 . 题 2. 两 个 质 量 为 m 的 小 实心球 , 同时以相同的初速度 v 和仰角θ作斜抛运动 . 小球 1 从 地面抛出 , 而小球 2 从小球 1 上 图2 方 h 处抛出 , 如图 2 所示 . 在考 虑两球之间存在引力的情况下 , 当小球 1 落地时 , 计算 两球之间的距离变化 δ h. δ h 远小于 h , 因此在计算引 力的过程中可以将两球之间的距离 h 当作常量 . 且有 v = 200 m/ s ,θ = 30° , h = 1 m , 两球的质量 m = 1 kg , 试计算 δ h 的值 , 并将结果与原子大小做比较 . 解 :以两球的质心为参照系 , 两小球间的引力为 : 2 Gm 2 v sinθ F= . 在这 2 . 小球在空中飞行的时间为 t =
港澳台全国联考试题:物理-直线运动选择题3-10(含答案)北京博飞

A.只有当 v A v B 时,才有 v t v s B.只有当 v A v B 时,才有 v t v s
2 2
C.无论 v A 与 v B 关系如何, 总有 v t v s
2 2
D.无论 v A 与 v B 关系如何 ,总有 v t v s
2 2
9.水平传输装置如图所示,在载物台左端给物块一个初速度。当它通过如图方向转动的传输带所用时间 t1。 当皮带轮改为与图示相反的方向传输时,通过传输带的时间为 t2。当皮带轮不转动时,通过传输带的时间为 t3,则:
A.经过 2.5s 的时间,甲、乙两物体相遇,相遇时它们相对坐标原点的位移相同 B.经过 5s 的时间,乙物体到达甲物体的出发点 C.经过 5s 的时间,甲物体到达乙物体的出发点 D.甲、乙两物体的速度大小相等、方向相同 16.一物体以 6m/S 的速度沿一光滑倾斜木板从底端向上滑行,经过 2s 后物体仍向上滑,速度大小为 1m/s。 现增大木板的倾角,物体仍以 6m/S 的速度从底端向上滑行,经过 2s 后物体已向下滑动,速度大小为 1m/s。 若选择沿木板向上为正方向,用 a1 、a2 分别表示加速度,用 V1、V2 分别表示 2S 末的速度,以下表示正确 的是 ( ) 2 A.a1=-2.5m/s ,V1=1m/s B.a2=-2.5m/s2,V2=-1m/s C.a1=-3.5m/s2,V1=1m/s D.a2=-3.5m/s2,V2=-1m/s 17.如图,物体从 A 运动到 C,以下说法正确的是
)
北京博飞教育中心
3
网址:
北京博飞--华侨港澳台培训学校
A.甲质点在 0 ~ t1 时间内的平均速度小于乙质点在 0~t2 时间内平均速度 B.甲质点在 0 ~ t1 时间内的加速度与乙质点在 t2~t3 时间的加速度相同 C.在 0 ~ t3 时间内甲、乙两质点的平均速度相等 D.在 t3 时刻,甲、乙两质点都回到了出发点 15.甲、乙两物体的运动情况如图所示,下列结论错误的是: ( )
香港特别行政区2024-2025学年必修1物理阶段测试

香港特别行政区2024-2025学年必修1物理阶段测试考试试卷考试范围:全部知识点;考试时间:100分钟;命题人:yrhkj0024学校:______ 姓名:______ 班级:______ 考号:______总分栏题号一二三四总分得分评卷人得分一、选择题(共5题,共10分)1、如图所示为某物体做直线运动的图象。
下列说法正确的是()A. A、0~1s内物体做匀加速运动B. B、4s内通过的路程是4mC. C、4s内物体的平均速度大小为2m/sD. D、4s内物体的运动方向不变2、关于速度和加速度的关系,下列说法正确的()A. A、物体的速度越大,加速度就越大B. B、物体的速度变化越大,加速度就越大C. C、物体做匀减速运动时,加速度变小D. D、物体做匀变速运动时,加速度不变3、如图所示,用与竖直方向成斜向右上方、大小为的推力把一个重量为的木块压在粗糙竖直墙面上保持静止,下列说法正确的是()A. A、墙对木块的正压力大小为;墙对木块的摩擦力大小可能为0B. B、墙对木块的正压力大小为;墙对木块的摩擦力大小不可能为0C. C、墙对木块的正压力大小为;墙对木块的摩擦力大小可能为D. D、墙对木块的正压力大小为;墙对木块的摩擦力大小可能为4、2021年9月底,历经1028天,孟晚舟女士乘坐的中国政府包机国航CA552班,由温哥华国际机场起飞,穿过北极圈,从俄罗斯经过蒙古,进入中国领空抵达深圳宝安国际机场,平均时速约900公里,航线距离为12357公里,空中航行约13小时47分,于9月25日21点50分抵达深圳宝安机场。
关于以上内容,下列叙述正确的是()A. A、题中“12357公里”是指位移B. B、“1028天”和“13小时47分”均指时间间隔C. C、机场监测该航班的位置和运行时间,不能把飞机看作质点D. D、“时速约900公里”是平均速度5、甲乙两车在同一平直公路上同向运动。
零时刻起,甲车从静止出发做匀加速运动,乙做匀速运动,各自的位置x随时间t的变化情况如图所示,两条图线相切于P(t1,x1),其中t2 =2t1。
香港dse物理试卷

一條繩子的一端固定在牆壁上,X 和 Y 兩個脈衝沿該繩傳播,如上圖所示。該兩脈衝反 射 後,以 下哪 圖是該 繩可 能的波 形 ? A. X Y 牆壁 B. Y X 牆壁
C. 牆壁 Y
D. Y X 牆壁
X
PP-DSE-PHY 1A–9
9
續 後 頁
19. 90 cm 振 動器
牆壁
一個振動器在一條繩子上產生了一個駐波。上圖顯示某一刻的波形。若振動器的頻率 為 50 Hz ,繩 子上的 波速 是多少 ? A. B. C. D. 15 m s–1 30 m s–1 45 m s–1 55 m s–1
/ °C
(3) R/
/ °C
/ °C
A. B. C. D. 2. 只有 只有 只有 只有 (1) (2) (1) 和 (3) (2) 和 (3)
下圖中的訓練池 B 位於主池 A 旁邊。訓練池 B 的面積較細小,水深也較淺。如果兩池 同時受陽光照射,以下哪項有關兩池水溫上升的敍述是正確的 ? 假設兩池的初始水溫 相 同。 訓 練池 B
4.
屋 頂 上 的 灑 水 裝 置 會 噴 出 小 水 點 到 屋 頂 , 在 陽 光 猛 烈 的 日 子 可 降 低 屋 頂 的 溫 度 , 以 下 哪項 / 哪 些關於 灑水 裝置的 解說 是合理 的 ?
灑 水裝置
(1) (2) (3)
水 是良好 導體 ,能迅 速將 熱傳導 。 水 的比熱 容高 ,水溫 上升 時會吸 收大 量能量 。 水 的汽化 比潛 熱高, 蒸發 時會吸 收大 量能量 。 A. B. C. D. 只有 只有 只有 只有 (1) (2) (1) 和 (3) (2) 和 (3)
(四 ) (五 )
甲 部的考 生須 知 ( 多 項 選 擇 題 ) (一) 細讀答題紙上的指示。宣布開考後,考生須首先於適當位置貼上電腦條碼及填上各項所需 資 料。宣 布停 筆後, 考生 不會獲 得額 外時間 貼上 電腦條 碼。 試 場主任 宣布 開卷後 ,考 生須檢 查試 題有否 缺漏 ,最後 一題 之後應 有「 甲部完 」字 樣。 各 題佔分 相等 。 本試卷全部試題均須回答。為 便 於 修 正 答 案 , 考 生 宜 用 HB 鉛 筆 把 答 案 填 畫 在 答 題 紙 上。錯誤答案可用潔淨膠擦將筆痕徹底擦去。考生須清楚填畫答案,否則會因答案未 能被辨認而失分。 每 題只可 填畫 一個 答 案, 若填畫 多個 答案, 則該 題 不給 分 。 答 案錯誤 ,不 另扣分 。
第八届泛珠三角物理竞赛力学基础试试题

(2012 年 2 月 2 日 9:00-12:00) **有需要时,可取 g=10m/s2; G=6.67×10−11Nm2/kg2 **
*** 选择题 1 至 20(50 分,答案唯一)和简答题 21 至 24(50 分) 做在答题纸上.***
24. (13 分)
用绞链悬挂一根长度为 L 及密度为ρ的均匀细木杆,悬挂端可自由转动但不能移动。
(1) 试求:当给木杆微小角位移φ(<50)后的振动频率ω0。(2) 密度为ρ0 的液体表面缓慢上升,木杆逐渐浸入液体中, 杆在液体表面上的部分 l (L>l>0) 随之减少。当 l 减小到一定长度时,木杆会出现倾斜现象。试求:该长度的最大
在此过程中物块m所受的mgcosmgcosmgsincosmgsinmgsin质量为m及斜面倾角为的三角块置于光滑的水平地面上光滑的斜面和竖直面的顶端有一个定滑轮并且用一轻质线跨过滑轮连接质量为msincoscossinsincoscossin一个球体由高于斜坡h的位置自由落下落到倾角为的斜坡上并反弹数次
14. 若拋射体可以到达 B 球表面的最小发射速率为 v1,则上式中 k1 =
m 6R
15. 若拋射体以最小速率 v1 发射,到达 B 球表面时的速率为 v2,则上式中 k2 = 16. 若拋射体可以从 A 球朝任何方向发射能够逃逸至无限远的速率为 v3,则上式中 k3 =
R
M
4M R
A. 0.6
B. 1.2
且 m1>m2sinα。为了不使滑块 m1 向下滑动,须对三角块施加一个水平拉力 F= k
(M+m1+ m2) g,则系数 k=
2004年香港物理奥林匹克竞赛题[原创]
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Due to the friction between sand grains and wall, the force on the bottom is less than 9.8 N.
Q-2 (5 points)
A rigidcanwith an open end is inserted into water upside down, as shown inthefigure.A mass m is attached to the end of thecanso that thecanbecomes stable when it is atadepthhin water.Assume air cannot escape, what happensto the motion of thecanif (i) thecanismoveda little bitupwardfrom thedepthh, (ii) downward a little bit fromhand(iii) thecanis being heated?
The flying time is .(1 point)
During that time the distance between the two balls has reduced by
(2 points)
(2 points)
(2 points)
An atom is about so the distance has reduced byan order of magnitude ofabout200atoms length.(1 point)
Q-3 (7 points)
The Cherenkov radiation is caused by an electron moving faster than the speed of light inamedium, suchas gas.At any instance,the electron can be considered as a point source emitting spherical electromagnetic wave.Suppose the electron is not slowing down, find the shape of the wave front and its relationwiththe electron trajectory, in terms of theelectron speedv, refractive index of the mediumn, and speed of light in vacuumc.
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Answers Part IQ1. The plane should follow the parabola 飞机须沿抛物线运动。
2001cos , sin 2x t y v t gt νθθ==- (3 points)Q2 (6 points)I T ω= The center of the rod will not move in the horizontal direction 杆中心在水平方向不动。
22272()12212ml l I m ml =+=(2 points)There are two ways to find the torque.Method-1方法-1The forces acting upon the rod are shown. The torque to the center of the rod is 由如图力的分析,可得3(2) 22l lT mg mg mg θθ=-+=-. (2 points)Method-2方法-2Given a small angle deviation θ from equilibrium, the potential energy is 给定一个角度的小位移θ ,势能为233(1cos )24l lU mg mg θθ=- .3 2U l T mg θθ∂=-=-∂ (2 points)Finally , 最后得273122ml mgl θθω=⇒=(2 points)Q3 (6 points)(a) The bound current density on the disk edge is 盘边的束缚电流密度为K M n M =-⨯=-, (1 point)The bound current is 束缚电流I Jd Md ⇒==-, (1 point)The B-field is 磁场为220033222222()2()2()R IR MdB z h R h R h μμ===-++ (1 point)(b) The bound current density is K M n M =-⨯=-, which is on the side wall of the cylinder. (1 point)柱侧面上的束缚电流密度为K M n M =-⨯=-The problem is then the same as a long solenoid. Take a small Ampere loop we get 00B K M μμ== inside;为求一长线圈的磁场,取一小闭合路径,得介质内00B K M μμ== (1 point) Outside 介质外 B = 0 (1 point)Q4 (5 points)Each unit charge in the slab experiences the Lorentz force 0 vB y -. (1 point) The problem is then the same as a dielectric slab placed between two parallel conductor plates that carry surface charge density 0, and vB σσε±=. In such case, the electric displacement is D σ=. 001()DP D E D vB εεεεε-=-=-=. (2 point)介质内单位电荷受力0 vB y -。
问题变成两电荷面密度为0, and vB σσε±=的导电板间充满介质。
因此D σ=. 001()D P D E D vB εεεεε-=-=-=. Finally, the bound surface charge is 01()b P vB εσεε-==. The upper surface carries positive bound charge, and the lower surface carries negative charge. (1 point)最后得束缚电荷密度01()b P vB εσεε-==,上表面带正电,下表面带负电。
The electric field is 0001()b E y vB y σεεε-==, which is along the y-direction(opposite to the Lorentz force). (1 point)电场为0001()b E y vB y σεεε-==,与Lorentz 力方向相反。
Q5. (10 points)(a) Because of the spherical symmetry, the E-field and the current density Jare all along the radial direction. In steady condition, the electric current I through any spherical interfaces must be equal. Since the area of the sphere isproportional to r 2, J must be proportional to 1/r 2. So let r rK J ˆ2= , where Kis a constant to be determined, and the expression holds in both media. (1 point)由对称性可知,电场和电流密度J须沿半径方向。
稳态时,流过每个包住球心的球面的电流相等,因此J 与1/r 2成正比。
设在两介质里r r K J ˆ2= ,K 为待定常数。
In medium-1介质-1,121111KE J rσσ==, and the voltage drop from R 1 to R 2 is 1112111()V K R R σ=- (1 point)介质-1,121111KE J rσσ==,从R 1 到 R 2 的电压为1112111()V K R R σ=- Likewise, in medium-2,2221KE r σ=, and the voltage drop from R 2 to R 3 is 2223111()V K R R σ=-. (1 point)同样,在介质-2, 2221KE rσ=,从R 2 到 R 3 的电压为2223111()V K R R σ=-The total voltage drop between R 1 and R 3 is 总电压 V = V 1 + V 2.So 得11222311111111()()K V R R R R σσ⎡⎤=-+-⎢⎥⎣⎦The current is 电流为2114()4I R J R K ππ==.(1 point)The electric displacement in media are 1,21,21,2D J εσ=, so the charge on the inner, outer, and boundary shells are 114K επσ,224K επσ-, and 21214K εεπσσ⎛⎫- ⎪⎝⎭, respectively.介质-1里电位移1,21,21,2D J εσ=, 因此在各面上的电荷为114K επσ,224K επσ-,21214K εεπσσ⎛⎫- ⎪⎝⎭。
(b) Due to symmetry, the electric field is of the form 2ˆKE r r= , so 1311V K R R ⎛⎫=- ⎪⎝⎭, and 3113R R K V R R -=⋅. (2 point)由对称性可知,电场为2ˆK E r r = ,因此电压为1311V K R R ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,得3113R R K V R R -=⋅。
The current densities in the two hemispheres are 11J E σ= and 22J E σ=. Thetotal current is 22111121122()2()2()I R J R R J R K πππσσ=⋅+⋅=+. (2 point)上下半部的电流密度为11J E σ= ,22J E σ=。
总电流为22111121122()2()2()I R J R R J R K πππσσ=⋅+⋅=+.The total free charge is 2101111012()2Q R E R K πεεπεε=⋅= on the upper half and 2022Q K πεε= on the lower half of the inner shell. On the outer shell the charges are negative of the corresponding ones of the inner shell. (1 point)内球面上半部总自由电荷为2101111012()2Q R E R K πεεπεε=⋅=,下半部总自由电荷为2022Q K πεε=。
外球面的电呵与内球面相反。
Q6. (12 points)a) h h dh dPP P gdh g dhρρ+-=⇒=- (1 point)775055775Constant (),()P P PV P C where C C ρρρ=⇒=⇒== (1 point)Combine these two equations, 合并两式得2700075)721()(P gh P P g C P dh dP ρ-=⇒-= (2 point)502002(1)7gh P ρρρ=-, and 0002(1)7gh T T P ρ=-.(2 point)b) 2525Constant,Constant TTV ρ==(1 point)The density at 40︒C is2255521.183131.18()313293293ρρ=⇒=⨯ (1 point)40︒C 的空气密度为2255521.183131.18()313293293ρρ=⇒=⨯ The fraction of water vapor at 40︒C at sea level 40︒C 的水蒸汽分压为,155.3590%760η=⨯ (1 point)The fraction of water at 5︒C at high altitude 5︒C 的水蒸汽分压为,272)313278(7605.6=η (1 point)Rain 下雨量= 52127255.356.5313()(90%) 1.18()0.07760293278760()313V kg ηηρ-⨯⨯=⨯-⨯⨯= (1 point)高度:52 1.189.8278313(1)35007 1.0310hh m ⨯⨯⨯=-⇒=⨯⨯ (1 point)Q7. (8 points)i) E p⨯ (1 point)ii) E P⨯ (1 point)iii) 00(1) 0D E P P E P E εεε=+⇒=-⇒⨯=(1 point) iv) 0000[(1)(1)]X X Y Y P D E E X E Y εεεε=-=-+-(1 point)**200111Re()Re()()cos()222X Y T P E D E E kz εεε=⨯=⨯=-∆ , (1 point)Where其中k cω∆≡. (1 point)v) 220000011()cos()()sin()22d X Y X Y T E kz dz E kd k εεεεεε=-∆=-∆⎰∆. (1 point) Maximum occurs when 最大值在22kd d kππ∆=⇒=∆. (1 point)Part IIQ1. (6 points)a) ,.......3,2,1,==⇒=n a n k n a k x x ππ (1 point) b) 22,1,2,3,......y x mk b m k m bππ=⇒==(3 points)c) 1210W == 1212101239123910102102m b nm b ππ--⇒<⇒>⨯≈⨯ (2 points)Q2. (22 points)i) 22123m I m l l =+(2 points)222120()()3m I F t l m l l kl ωθθω=⋅⇔+=-⇒= (2 points)ii) 1211()cos()3m lm l x F t l xkl ω+=- (2 points)111212111111111cos()()cos()cos()cos()3x A t m m A t F t A t kωφωωφωωφ=+⇒-++=-+ 11121210,()3F A mk m φω⇒==-+ (2 points)iii) 121122()cos()cos()3m m x F t F t xk ωω+=+- (2 points)1122121222112122cos cos ,()()33x A t A tF F A A k m k m ωωωω=+⇒==-+-+ (2 points)iv) cos nn n x A t ω=∑ 212()3nn n F A mk m ω⇒=-+ (2 points)v) t i ti ti out e V CiR C L C L C iR eV iL R Ci iL R eV V ωωωωωωωωωω0220011+--=+++==222220222()()||(1)()out R C L C V VL C R C ωωωω+=-+ (1 point)To make the denominator minimum, we should have 使分母最小22101ωωC L LC =⇒=- (1 point) (vi) For a given L , only the signalwith n ω=in the answer of (iv) can pass through the filter, (1 point) and the output is proportional to A n . (1 point) By varying L one selects different n ω, and the output is proportional to the selected A n . (1 point)From (iv), the maximum A n is the one when 212()3n m k m ω=+. (1 point) So as L is varied, one finds a particular L max at which the signal peaks, and 12max ()3mk m CL =+.(1 point)给定 L ,则只有频率为n ω=, (1 point) 其大小正比于 A n . (1 point) L 的变化等于选择不同的n ω的信号. (1 point) 由(iv)知,212()3n m k m ω=+时A n 最大. (1 point) 因此可得使输出信号最大的电感L max ,并有12max ()3mk m CL =+.Correct sketch is a flat line with a peak at L max 正确的简图是一平线,在L max 有一尖峰 (1 point)Q3. (22 points) i) Only the charge 33r q Ze R= that is inside the sphere r will have a non-zero netforce on the nucleus. (2 points)只有33r q Ze R=这么多的负电荷对原子核的合力不为零。