Question

（2008?海南）質子和中于是由更基本的粒子即所謂“夸克”組成的．兩個強作用電荷相反（類似于正負電荷）的夸克在距離很近時幾乎沒有相互作用（稱為“漸近自由”）；在距離較遠時，它們之間就會出現很強的引力（導致所謂“夸克禁閉”）．作為一個簡單的模型，設這樣的兩夸克之間的相互作用力F與它們之間的距離r的關系為：F=

0，0＜r＜r1 -F0，r1≤r≤r2 0，r＞r2

式中F₀為大于零的常量，負號表示引力．用U表示夸克間的勢能，令U₀=F₀（r₂-r₁），取無窮遠為勢能零點．下列U-r圖示中正確的是（　　）

A．

B．

C．

D．

Answer 1

分析：本題通過分析兩夸克之間的相互作用力F做功情況判斷勢能的變化情況，即可進行選擇．無窮遠處電勢為零，從無窮遠開始到r=r₂位置，勢能恒定為零，在r=r₂到r=r₁過程中，兩夸克之間的相互作用力F為引力，恒定引力做正功，勢能逐漸均勻減小，r＜r₁之后勢能不變，恒定為-U₀．

解答：解：從無窮遠處電勢為零開始到r=r₂位置，由F的表達式可知，兩夸克之間的相互作用力F=0，則知勢能恒定為零；
在r=r₂到r=r₁過程中，恒定引力做正功，勢能逐漸均勻減小，即勢能為負值且越來越小，此部分圖象為A、B選項中所示；
r＜r₁之后，F=0，勢能不變，恒定為-U₀，由引力做功等于勢能將少量，故U₀=F₀（r₂-r₁）．故B正確．
故選B

點評：本題是信息給予題，關鍵根據兩夸克之間的相互作用力F與它們之間的距離r的關系，分析F做功的正負，判斷勢能如何變化．