2000年普通高等学校招生全国统一考试(天津、江西(9)

内有沿半径向外的电场，一质量为 m 、带电量为 q +的粒子，从紧靠内筒且正对狭缝 a 的S 点出发，初速为零。如果该粒子经过一段时间的运动之后恰好又回到出发点S ，则两电极之间的电压U 应是多少？（不计重力，整个装置在直空中）

得分

评卷人

22．（14分）在原子核物理中，研究核子与核子关联的最有效途径是“双电荷交换反应”。这类反应的前半部分过程和下述力学模型类似，两个小球A 和B 用轻质弹簧相连，在光滑的水平直轨道上处于静止状态，在它们左边有一垂直于轨道的固定挡板P ，右边有一小球C 沿轨道以速度 0σ射向B 球，如图所示，C 与B 发生碰撞并立即结成一个整体D ，在它们继续向左运动的过程中，当弹簧长度变到最短时，长度突然被锁定，不再改变，然后，A 球与挡板P 发生碰撞，碰后A 、D 都静止不动，A 与P 接触而不粘连，过一段时间，突然解除锁定（锁定及解除锁定均无机械能损失），已知A 、B 、 C 三球的质量均为

m ，

（1）球弹簧长度刚被锁定后A 球的速度。

（2）球在A 球离开挡板P 之后的运动过程中，弹簧的最大弹性势能。