物理奥林匹克竞赛标准教材

Plasmonic Steam Generator T2

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Introduction

In this problem we study an efficient process of steam production that has been demonstrated to

work experimentally. An aqueous solution of spherical nanometer-sized silver spheres

(nanoparticles) with only about particles per liter is illuminated by a focused light beam. A

fraction of the light is absorbed by the nanoparticles, which are heated up and generate steam

locally around them without heating up the entire water solution. The steam is released from the

system in the form of escaping steam bubbles. Not all details of the process are well understood at

present, but the core process is known to be absorption of light through the so-called collective

electron oscillations of the metallic nanoparticles. The device is known as a plasmonic steam

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全国中学生物理竞赛大纲

一、理论基础

〖力学〗

1．运动学

参照系质点运动的位移和路程、速度、加速度相对速度

矢量和标量矢量的合成和分解

匀速及匀变速直线运动及其图象运动的合成抛体运动

园周运动

刚体的平动和绕定轴的转动

质心质心运动定律

2．xx运动定律力学中常见的几种力

牛顿第一、二、三运动定律惯性参照系的概念

摩擦力

弹性力xx

万有引力定律均匀球壳对壳内和壳外质点的引力公式

不要求导出）开普勒定律行星和人造卫星运动

惯性力的概念

3．物体的平衡

共点力作用下物体的平衡

力矩刚体的平衡条件重心

物体平衡的种类

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4．动量

冲量动量动量定量

动量守恒定律

反冲运动及火箭

5。冲量矩质点和质点组的角动量角动量守恒定律

6.机械能

功和功率

动能和动能定理

重力势能引力势能质点及均匀球壳壳内和壳外的引力势能公式（不要求导出）弹簧的弹性势能功能原理机械能守恒定律、碰撞

7.流体静力学

静止流体中的压强

浮力

8.振动

简谐振动振幅频率和周期位相

振动的图象

参考圆振动的速度和加速度

由动力学方程确定简谐振动的频率

阻尼振动受迫振动和共振（定性了解）

9.波和声

横波和纵波波长、频率和波速的关系波的图象

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波的干涉和衍射（定性）驻波

声波声音的响度、音调和音品声音的共鸣乐音和噪音

〖热学〗

1．分子动理论

原子和分子的量级

分子的热运动布朗运动温度的微观意义

分子力

分于的动能和分子问的势能物体的内能

2．热力学第一定律

热力学第一定律

3．热力学第二定律

热力学第二定律可逆过程和不可逆过程

4.气体的性质

热力学温标

理想气体状态方程普适气体恒量

理想气体状态方程的微观解释(定性)

理想气体的内能

理想气体的等容\等压\等温和绝热过程(不要求用微积分计算)

5.液体的性质

液体分子运动的特点

表面张力系数

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浸润现象和毛细现象(定性)

国际物理奥林匹克竞赛赛事流程

每一代表队包括5名年龄在20岁以下的中学生、1名领队和1名副领队，国际间旅费自负，东道国负责竞赛期间各队的食宿和旅游费用。各国可自派观察员参加，费用由派出国自筹。

赛期一般为9天。第1天报到后，队员和领队分开居住，住地一般相距几公里以上。东道国为每一参赛队学生配备1名翻译兼导游，这对东道国来说是一种很大的负担，有些国家难以承办IPhO活动，其部分原因也在于此。因华裔子弟遍布世界各地，东道国为我们代表队配备的翻译几乎都是在该国读研究生的华人学子。

第2天上午是开幕式，常在大学礼堂举行，气氛淡雅肃穆，学术气氛浓厚。开幕式后领队与队员暂不往来，且自觉地互不通电话联系，有事均通过翻译转达。第2天下午学生由主办者组织旅游或参观，领队们则参加本届国际委员会正式会议并集体讨论、修改和通过理论赛题，再由各国领队将题文翻译成本国文字，交由组委会复印。会议开始时，各国领队与观察员分别就座，组委会执行主席及其助手们的座位安排在正前方。东道国将3道理论题的题文和题解，以及评分标准的4种文本(英、俄、德、法)之一发给各国领队。大约一小时后，命题者代表用英语向大家介绍该题的命题思想及解题思路等，然后大会讨论，提出修改意见，最后通过这道理论题。3道题逐题进行，若其中某道题被否决，组委会便公开备用的第4道题。

3道题通过后常已近深夜，这期间除晚餐外，还供应饮料和点心。中国领队们而后所做的翻译工作，一般都会持续到次日清晨6点左右，真可谓"通宵达旦"。

第3天上午8点开始，学生们进行5小时的理论考试，其间有饮料和点心供应，学生们用本国文字答卷。组委会为领队们安排旅游或参观活动；尽管大多数人已经非常疲乏，也许因为身临异国他乡，仍是游兴十足。第3天下午东道国安排的休息性活动常能使领队与学生有机会见面，然而师生间很少谈及上午的考试，为的是不在情绪上影响后面的实验考试。

第4天讨论、修改、通过及翻译实验赛题。实验赛题为1-2道，2道居多。

Pan Pearl River Delta Physics Olympiad 2007年泛珠三角及中华名校物理竞赛

1 Pan Pearl River Delta Physics Olympiad 2007

2007年泛珠三角及中华名校物理奥林匹克邀请赛

Part-1 (Total 7 Problems) 卷-1（共7题）

(9:30 am – 12:30 pm, 02-26-2007)

Q.1 (3 points) 题1（3分）

An airplane is initially rising up at speed v0 at an angle θ to the horizon. Find the trajectory of

the plane such that weightless condition can be achieved in the plane.

一架飞机以与水平面成θ 角的初速度v0上升。求飞机以什么样的轨迹飞行，能使飞机

里的物体处于失重状态。

Q.2 (6 points) 题2（6分）

As shown, two identical weights are fixed on the two ends of a uniform

rigid rod of length L. The upper weight is restricted to move on a smooth

horizontal rail and the rod is free to swing along the rail. The masses of

the weights and the rod are equal. Find the small angle vibration

frequency of the system.

如图所示，两个质量为m的重块分别固定在一根长度为L质量为m的均匀杆两端。上

面的重块可以沿光滑的水平轨道滑行，杆可沿轨道方向自由摆动。求整个系统的小角