第16届全国中学生物理竞赛
预赛试题
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α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1200mm、高800mm、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v0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？
三、（15分）如图所示，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T0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。 （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？
3提示：一摩尔单原子理想气体的内能为RT，其中R为摩尔气体常量，T为气体的热力学温度。 2
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四、（20分）位于竖直平面内的矩形平面导线框abcd。ab长为l1，是水平的，bc长为l2，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（H?l2），磁场的磁感应强度为B，方向与线框平面垂直，如图所示。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边进入磁场以后，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，磁场作用于线框的安培力做的总功为多少？
五、（15分）一平凸透镜焦距为f，其平面上镀了银，现在其凸面一侧距它2f处，垂直于主轴放置一高为H的物，其下端在透镜的主轴上（如图所示）。
（1）用作图法画出物经镀银透镜所成的像，并标明该像是虚、是实。
（2）用计算法求出此像的位置和大小。
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