第十六届全国中学生物理竞赛初赛题参照解答一、参照解答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、参照解答1. 物块放到小车上后来，由于摩擦力的作用，当以地面为参照系时，物块将从静止开始加速运动，而小车将做减速运动，若物块抵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。令表达此时的速度，在这个过程中，若以物块和小车为系统，由于水平方向未受外力，因此此方向上动量守恒，即 （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 （2） 其中为物块移动的距离。小车动能的增量等于摩擦力对小车所做的功，即 （3）其中为小车移动的距离。用 表达车顶的最小长度，则 （4）由以上四式，可解得 （5）即车顶的长度至少应为。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 （6）由（1）、（6）式可得 （7）三、参照解答设容器的截面积为，封闭在容器中的气体为摩尔，阀门打开前，气体的压强为。由理想气体状态方程有 （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。活塞对气体的压强也是。设达到平衡时活塞的高度为，气体的温度为，则有 （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 （3）由（1）、（2）、（3）式解得 （4） （5）四、参照解答设线框的边刚抵达磁场区域上边界时的速度为，则有 （1）边进入磁场后，按题意线框虽然受安培力阻力作用，但仍然加速下落．设边下落到离的距离为时，速度达到最大值，以表达这个最大速度，这时线框中的感应电动势为 线框中的电流 作用于线框的安培力为 （2）速度达到最大的条件是安培力 由此得 （3）在边向下运动距离的过程中，重力做功，安培力做功，由动能定理得 将（1）、（3）式代入得安培力做的功 （4）线框速度达到后，做匀速运动．当边匀速向下运动的距离为时，边抵达磁场的边界，整个线框进入磁场．在线框边向下移动的过程中，重力做功，安培力做功，但线框速度未变化，由动能定理 （5）整个线框进入磁场后，直至边抵达磁场区的下边界，作用于整个线框的安培力为零，安培力做的功也为零，线框只在重力作用下做加速运动。因此，整个过程中安培力做的总功 （6）〔编注：此题命题有不严密之处。由微分方程的解 可知，只有当时，才能趋向极限速度（即线框下落无穷长的距离，速度才能趋向）。原题说...
