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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1
第十六届全国中学生物理竞赛预赛参考答案
