Question

在某種粒子散射的實驗中，有一粒子在金原子核的靜電場中被散射的運動軌道如圖所示．1、2、3、4為相鄰的等勢面，兩個相鄰的等勢面的電勢差均相等，其中2的電勢設為0，粒子經過K、L點時的動能分別為26eV和5eV，則下列判斷中正確的是（　　）

• A、粒子從K到L的過程中，電場力做正功
• B、粒子從K到M的過程中，電場力做正功
• C、粒子動能為10eV時，電勢能為4eV
• D、粒子動能為6eV時，電勢能為6eV

Answer 1

分析：粒子運動過程中，電場力做的功等于電勢能的減小量，再結合動能定理列式求解即可．

解答：解：粒子運動過程中只有電場力做功，電場力做的功等于電勢能的減小量，合力做功等于動能的增加量，故電勢能和動能之和守恒；
從K到L過程，動能減小26-5=21eV，故電勢能增加21eV，由于是等差等勢面，故相鄰等勢面間電勢能變化：

21eV

3

=7eV
軌道2的電勢設為0，故粒子在軌道2的電勢能為零，故在軌道4的電勢能為-14eV，在軌道1的電勢能為7eV；
軌道4：電勢能-14eV，動能26eV
軌道3：電勢能-7eV，動能19eV
軌道2：電勢能0eV，動能12eV
軌道1：電勢能7eV，動能5eV
A、粒子從K到L的過程中，動能減小，故電場力做負功，故A錯誤；
B、粒子從K到M的過程中，電場力做功為零，故B錯誤；
C、粒子的電勢能和動能之和守恒，為12eV，故粒子動能為10eV時，電勢能為2eV，故C錯誤；
D、粒子的電勢能和動能之和守恒，為12eV，故粒子動能為6eV時，電勢能為6eV，故D正確；
故選：D．

點評：本題關鍵是明確只有電場力做功時，動能和電勢能之和守恒，然后結合功能關系分析即可．