第十六届全国中学生物理竞赛预赛参考答案

旗开得胜 第十六届全国中学生物理竞赛预赛题参考解答

一、参考解答

1. 五，杨振宁、李政道、丁肇中、朱棣文、崔琦

2. 反物质

3. 月球，月球、火星

二、参考解答

1. 物块放到小车上以后，由于摩擦力的作用，当以地面为参考系时，物块将从静止开始加速运动，而小车将做减速运动，若物块到达小车顶后缘时的速度恰好等于小车此时的速度，则物块就刚好不脱落。令v表示此时的速度，在这个过程中，若以物块和小车为系统，因为水平方向未受外力，所以此方向上动量守恒，即

Mv0?(m?M)v （1）

从能量来看，在上述过程中，物块动能的增量等于摩擦力对物块所做的功，即

12mv??mgs1 （2） 2其中s1为物块移动的距离。小车动能的增量等于摩擦力对小车所做的功，即

112Mv2?mv0???mgs2 （3） 221

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旗开得胜 其中s2为小车移动的距离。用l表示车顶的最小长度，则

l?s2?s1 （4）

由以上四式，可解得

2Mv0 l? （5）

2?g(m?M)2Mv0即车顶的长度至少应为l?。

2?g(m?M)2．由功能关系可知，摩擦力所做的功等于系统动量的增量，即

112 W?(m?M)v2?Mv0 （6）

22由（1）、（6）式可得

2mMv0 W?? （7）

2(m?M)

三、参考解答

设容器的截面积为A，封闭在容器中的气体为?摩尔，阀门打开前，气体的压强为p0。由理想气体状态方程有

p0AH??RT0 （1）

打开阀门后，气体通过细管进入右边容器，活塞缓慢向下移动，气体作用于活塞的压强仍为

1

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旗开得胜 p0。活塞对气体的压强也是p0。设达到平衡时活塞的高度为x，气体的温度为T，则有

p0(H?x)A??RT （2）

根据热力学第一定律，活塞对气体所做的功等于气体内能的增量，即

pA?30(H?x)2?R(T?T0) （3）

由（1）、（2）、（3）式解得

x?25H （4） T?75T0 （5）

四、参考解答

设线框的dc边刚到达磁场区域上边界PP'时的速度为v1，则有

12mv21?mgh （1） dc边进入磁场后，按题意线框虽然受安培力阻力作用，但依然加速下落．设dc边下落到离PP'的距离为?h1时，速度达到最大值，以v0表示这个最大速度，这时线框中的感应电动势为

E?Bl1v0

线框中的电流

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