Question

模塊3-5試題

（I）（4分）         首先提示了原子具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，      首先揭示了原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。

A．電子的發(fā)現(xiàn)        B．質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)

C．中子的發(fā)現(xiàn)            D．天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)

（II）（8分）介子由兩個夸克構(gòu)成，而夸克之間的相互作用相當復(fù)雜。研究介子可通過用高能電子與其發(fā)生彈性碰撞來進行。由于碰撞過程難于分析，為掌握其主要內(nèi)涵，人們假設(shè)了一種簡化了的“分粒子”模型。其主要內(nèi)容為：電子只和介子的某部分（比如其中一個夸克）做彈性碰撞。碰撞后的夸克再經(jīng)過介子內(nèi)的相互作用把能量和動量傳給整個介子。“分粒子”模型可用下面的簡化模型來闡述：一個電子質(zhì)量為m₁，動能為E₀，與介子的一個夸克（質(zhì)量為m₂）做彈性碰撞。介子里另一個夸克的質(zhì)量為m₃，夸克間以一根無質(zhì)量的彈簧相連。碰撞前夸克處于靜止狀態(tài)，彈簧處于自然長度。試求：

（1）夸克m₂與電子碰撞后所獲得的動能

（2）介子作為一個整體所具有的以彈簧彈性勢能形式代表的介子的最大內(nèi)能。

 

Answer 1

【答案】

（I）A（2分）  D（2分）   4分

（II）（1）

（2）

【解析】（I）A（2分）  D（2分）   4分

（II）（1）以電子和夸克m₂組成的系統(tǒng)為研究對象。

       設(shè)碰撞前電子的速度為V₀，碰撞后電子的速度為V₁，夸克m₂的速度為V₂

       由動量守恒定律可知：

          1分

       由于發(fā)生彈性碰撞，碰撞前后系統(tǒng)動能不變

          1分

          1分

       可得夸克m₂獲得的動能

          1分

   （2）夸克之間發(fā)生相互作用，以介子為研究對象，介子的最大內(nèi)能出現(xiàn)在兩者速度相等時，設(shè)其速度為

       由動量守恒定律可知   1分

       最大內(nèi)能   2分

       可得   1分