模块3-5试题
（I） 首先提示了原子具有复杂的结构， 首先揭示了原子核具有复杂的结构。
| A．电子的发现 | B．质子的发现 |
| C．中子的发现 | D．天然放射现象的发现 |
（II）介子由两个夸克构成，而夸克之间的相互作用相当复杂。研究介子可通过用高能电子与其发生弹性碰撞来进行。由于碰撞过程难于分析，为掌握其主要内涵，人们假设了一种简化了的“分粒子”模型。其主要内容为：电子只和介子的某部分（比如其中一个夸克）做弹性碰撞。碰撞后的夸克再经过介子内的相互作用把能量和动量传给整个介子。“分粒子”模型可用下面的简化模型来阐述：一个电子质量为m1，动能为E0，与介子的一个夸克（质量为m2）做弹性碰撞。介子里另一个夸克的质量为m3，夸克间以一根无质量的弹簧相连。碰撞前夸克处于静止状态，弹簧处于自然长度。试求：
（1）夸克m2与电子碰撞后所获得的动能
（2）介子作为一个整体所具有的以弹簧弹性势能形式代表的介子的最大内能。
如图所示，在同一水平面的两导轨相互平行，相距2m并处于竖直向上的磁感应强度B为0.75T的匀强磁场中，一根质量为3.0kg的金属杆放在导轨上且与导轨垂直，当金属棒中通如图所示的电流为5A时，金属棒恰好做匀速直线运动，求：（
）
（1）导轨与金属棒间的动摩擦因数；
（2）保持气体条件不变，通入金属棒中电流变为9A瞬间，金属棒加速度的大小；
（3）保持气体条件不变，将两导轨的右端抬高，使其与水平方向夹角为45°，若要仍使金属棒保持静止且与导轨间无摩擦力，金属棒中的电流。
如图所示，有界匀强磁场的磁感应强度为B，宽度为d，一电子从磁场做边界垂直射入，当其从右边界穿出时速度方向与入射方向的夹角为30°，已知的质量m，电量为e，不计电子的重力，求：
（1）电子的在磁场中的运动的半径；
（2）电子入射速度的大小；
（3）电子穿过磁场的时间。
如图所示，质量为0.2kg的物体带正电，其电量为
，从板间为0.3m光滑的四分之一圆弧滑轨上端A点由静止下滑到底端B点，然后继续沿水平面滑动，物体与水平面间的滑动摩擦因数为0.4，整个装置处于E=
的竖直向下的匀强电场中，（g取
）求：
（1）物体运动到圆弧滑轨底端B点时对轨道压力的大小；
（2）物体在水平面上滑行的最大距离。
如图甲，真空中竖直放置两块相距为d的平行金属板P、Q，两板间加上如图乙最大值为U0的周期性变化的电压，在Q板右侧某个区域内存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的有界匀强磁场。在紧靠P板处有一粒子源A，自t=0开始连续释放初速不计的粒子，经一段时间从Q板小孔O射入磁场，然后射出磁场，射出时所有粒子的速度方向均竖直向上。已知电场变化周期
，粒子质量为m，电荷量为+q，不计粒子重力及相互间的作用力。求：
（1）t=0时刻释放的粒子在P、Q间运动的时间；
（2）粒子射入磁场时的最大速率和最小速率；
（3）有界磁场区域的最小面积。
如图甲所示，两个带正电的小球A、B套在一个倾斜的光滑直杆上，两球均可视为点电荷，其中A球固定，带电量QA=2×10﹣4C，B球的质量为m=0.1kg．以A为坐标原点，沿杆向上建立直线坐标系，B球的总势能随位置x的变化规律如图中曲线Ⅰ所示，直线Ⅱ为曲线I的渐近线．图中M点离A点距离为6米．（g取10m/s2，静电力恒量k=9.0×109N•m2/C2．）
（1）求杆与水平面的夹角θ；
（2）求B球的带电量QB；
（3）求M点电势φM；
（4）若B球以Ek0=4J的初动能从M点开始沿杆向上滑动，求B球运动过程中离A球的最近距离及此时B球的加速度．