第16届全国中学生物理竞赛预赛试卷与答案(1999年)

金中物理在线 第十六届全国中学生物理竞赛预赛试题 第1 页 第十六届全国中学生物理竞赛预赛试卷(1999 年) 全卷共九题，总分为140 分。 一、（10 分） 1．到1998 年底为止，获得诺贝尔物理学奖的华人共有_______人，他们的姓名是______ _______________________________________________________________________________。 2．1998 年6 月3 日，美国发射的航天飞机“发现者”号搭载了一台磁谱仪，其中一个关键部件是由中国科学院电工研究所设计制造的直径 1200m m 、高 800m m 、中心磁感强度为0.1340T 的永久磁体。用这个 α 磁谱仪期望探测到宇宙中可能存在的_____________。 3．到1998 年底为止，人类到达过的地球以外的星球有_______________，由地球上发射的探测器到达过的地球以外的星球有__________________。 二、（15 分）一质量为M 的平顶小车，以速度0v 沿水平的光滑轨道作匀速直线运动。现将一质量为m 的小物块无初速地放置在车顶前缘。已知物块和车顶之间的动摩擦系数为 。 1. 若要求物块不会从车顶后缘掉下，则该车顶最少要多长？ 2. 若车顶长度符合 1问中的要求，整个过程中摩擦力共做了多少功？ 三、（15 分）如图预16-3 所示，两个截面相同的圆柱形容器，右边容器高为H ，上端封闭，左边容器上端是一个可以在容器内无摩擦滑动的活塞。两容器由装有阀门的极细管道相连通，容器、活塞和细管都是绝热的。开始时，阀门关闭，左边容器中装有热力学温度为0T 的单原子理想气体，平衡时活塞到容器底的距离为H ，右边容器内为真空。现将阀门缓慢打开，活塞便缓慢下降，直至系统达到平衡。求此时左边容器中活塞的高度和缸内气体的温度。 提示：一摩尔单原子理想气体的内能为32 RT ，其中R 为摩尔气体常量，T 为气体的热力学温度。 四、（20 分）位于竖直平面内的矩形平面导线框 abcd 。ab 长为1l ，是水平的，bc 长为2l ，线框的质量为m ，电阻为R .。其下方有一匀强磁场区域，该区域的上、下边界'PP 和'QQ 均与 ab 平行，两边界间的距离为H ，2Hl，磁场的磁感应强度为B ，方向与线框平面垂直，如图预16-4 所示。令线框的dc边从离磁场区域上边界'PP 的距离为h 处自由下落，已知在线框的dc 边进入磁场后，ab 边到达边界'PP 之前的某一时刻线框的速度已达到这一阶段的最大值。问从线框开始下落到dc 边刚刚到达磁场区域下边界'QQ 的过程中，磁场作用于线框的...